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Präzise Verbrauchsdaten in der Schifffahrt

01  Die Kraftstoffkosten für ein mittleres bis großes Containerschiff liegen bei 3 Mio. US-$ bis 6 Mio. US-$ pro Jahr. Dimar-Tec bietet Controller-Lösungen auf Basis der Bachmann-M1-Steuerung an, mit denen der Verbrauch gemessen und reduziert werden kann

01  Die Kraftstoffkosten für ein mittleres bis großes Containerschiff liegen bei 3 Mio. US-$ bis 6 Mio. US-$ pro Jahr. Dimar-Tec bietet Controller-Lösungen auf Basis der Bachmann-M1-Steuerung an, mit denen der Verbrauch gemessen und reduziert werden kann

02  Werden die Leistung an der Antriebswelle, der aktuelle Treibstoffverbrauch sowie die Umgebungsbedingungen ­miteinander in Bezug gesetzt, lässt sich ein Schiff optimal und ressourcenschonend betreiben

02  Werden die Leistung an der Antriebswelle, der aktuelle Treibstoffverbrauch sowie die Umgebungsbedingungen ­miteinander in Bezug gesetzt, lässt sich ein Schiff optimal und ressourcenschonend betreiben

03  Grafiken zeigen Abweichungen vom idealen Arbeitspunkt auf und ermöglichen so die Optimierung des Treibstoffverbrauchs: Die Wellenleistung wird in Abhängigkeit von der Motordrehzahl dargestellt. Betriebsgrenzen und die Überlastkurve sind als Referenz eingezeichnet

03  Grafiken zeigen Abweichungen vom idealen Arbeitspunkt auf und ermöglichen so die Optimierung des Treibstoffverbrauchs: Die Wellenleistung wird in Abhängigkeit von der Motordrehzahl dargestellt. Betriebsgrenzen und die Überlastkurve sind als Referenz eingezeichnet

04  Der FEC wird innerhalb des ­Maschinenraums installiert und ­minimiert so die ­Verkabelung bei ­Nachrüstungen

04  Der FEC wird innerhalb des ­Maschinenraums installiert und ­minimiert so die ­Verkabelung bei ­Nachrüstungen

Reduzierter Ressourcenverbrauch und verringerter CO2-Ausstoß sind auch in der Schifffahrt wichtige Themen. Mit dem Fuel Efficiency Controller (FEC) verfügt Dimar-Tec über ein System, das den tatsächlichen Kraftstoffverbrauch mit hoher Genauigkeit entsprechend den ISO-3046-Definitionen misst. Kundenwünsche brachten das Unternehmen noch einen Schritt weiter: Mit dem Energy Efficiency Controller (EEC) lässt sich der Kraftstoffverbrauch senken. Herzstück der Lösung ist die Steuerung von Bachmann.

Die Dimar-Tec Pte. Ltd. mit Sitz in Singapur hat sich auf die Optimierung von Dieselaggregaten im Schiffsbetrieb spezialisiert. Im Jahr 2003 in Singapur gegründet, ist sie heute weltweit mit Service-Stützpunkten in Singapur, Deutschland und auf den Philippinen tätig. Schlagworte, wie Green Shipping oder Maritime 4.0, sind für das Unternehmen Wegbereiter. In diesem Zusammenhang bietet es Sensoren und technische Serviceleistungen zur Leistungsoptimierung von Schiffsmotoren an. Im Fokus dabei: die verschiedenen Kraftstoffverbräuche auf Schiffen exakt messen und so Einsparungsmöglichkeiten beim Ressourcenverbrauch und beim CO2-Ausstoß sichtbar machen.
Die Kraftstoffkosten für ein mittleres bis großes Containerschiff (Bild 1) liegen bei 3 Mio. US-$ bis 6 Mio. US-$ pro Jahr. Somit rechnen sich bereits geringe Einsparungen beim Treibstoffverbrauch. Der spezifische Treibstoffverbrauch (SFOC – Specific Fuel Oil Consumption) ist eine der Schlüsselgrößen für die Leistungsfähigkeit einer Antriebsanlage. „Mit den gängigen Datenerfassungssystemen lässt sich dieser jedoch nur schwer ermitteln. Zudem ist die Toleranz der Daten häufig größer als die Optimierungs­potenziale, sodass Erwartungen und Realität oft nicht zusammenpassen“, erklärt Geschäftsführer Olaf Kuss.

Durchdachte Sensorik
Schiffsdiesel nutzen als Kraftstoff Schweröl, dessen Zusammensetzung und damit auch dessen Energiegehalt deutlichen Schwankungen unterliegen. Um die Verbrauchsdaten nach ISO 3046-1 exakt zu ermitteln, sind neben der Schweröldichte auch Luftdruck, relative Feuchte sowie verschiedene Temperaturen zu messen und mit Leistungskennzahlen in Relation zu setzen: Nur so lässt sich ein Referenzindex ermitteln, mit dem Messdaten über längere Zeiträume zuverlässig vergleichbar werden. Beim Fuel Efficiency Controller (FEC) von Dimar-Tec handelt es sich um ein solches System, das mit 20 bis 30 Sensoren an verschiedenen Stellen der Antriebs- und Hilfssysteme im Schiff alle erforderlichen Randbedingungen erfasst (Bild 2). „Mit dem FEC stellen wir verschiedene Kenngrößen und marinespezifische Leistungskennzahlen in Echtzeit dar und zeichnen alle Daten in kundenspezifischen Intervallen als statistisch relevante Durchschnittswerte gemäß der Definitionen der ISO 3046-1 auf (Bild 3)“, so O. Kuss. Reedereien und Charter haben so die Möglichkeit, die Verbrauchswerte exakt zu beurteilen, mit den Daten anderer Schiffe und Flotten zu vergleichen und bei Bedarf geeignete Maßnahmen zur Kraftstoffein­sparung abzuleiten sowie deren Resultate zu quantifizieren.

05  Die Softwaremodule können mittels PC oder ­Touchscreen frei parametriert werden, ohne dass Code-­Änderungen auf der SPS vorgenommen werden müssen. Dies ist wichtig, damit im Zuge eines Retrofits fehlerhafte Signalspezifikationen durch die Schiffscrew angepasst ­werden können

05  Die Softwaremodule können mittels PC oder ­Touchscreen frei parametriert werden, ohne dass Code-­Änderungen auf der SPS vorgenommen werden müssen. Dies ist wichtig, damit im Zuge eines Retrofits fehlerhafte Signalspezifikationen durch die Schiffscrew angepasst ­werden können

06  Die drei Softwaremodule FEC, EEC und FEC-SP stehen sowohl als Stand-alone-Systeme als auch als ­integrierte Komplettlösung zur Verfügung

06  Die drei Softwaremodule FEC, EEC und FEC-SP stehen sowohl als Stand-alone-Systeme als auch als ­integrierte Komplettlösung zur Verfügung

Hilfssysteme im Blick
Garantierte Einsparungen im Treibstoffverbrauch lassen sich durch die Optimierung von Kühlwasserpumpen und Ventilatoren erreichen. Dafür wurde der Energy Efficiency Controller (EEC) auf Kundenwunsch als Upgrade-Modul zum FEC entwickelt. Hilfssysteme sind auf Maximallast ausgelegt und werden standardgemäß so betrieben. Mit dem EEC wird ihre Leistung auf den tatsächlichen Bedarf heruntergeregelt. Mindestens 75 % der für die Hilfssysteme benötigten elektrischen Energie werden nach Angaben von Dimar-Tec so eingespart.
Bei seinem System setzt das Unternehmen auf eine M1-Steuerung von Bachmann (Bild 4). „Da auf dieser mehrere Anwendungen parallel betrieben werden können, haben wir auch das ,FEC-Shaft Power Meter‘ (FEC-SP) auf Basis dieser Plattform entwickelt“, informiert der Geschäftsführer weiter. „Der Vorteil: Bei höchster Zuverlässigkeit und einfachster Installation können wir bei Integration in unsere bestehenden Systeme ein Standardprodukt zur Hälfte des marktüblichen Preises anbieten.“ Mit dem FEC-SP wird die Leistung an der Antriebswelle gemessen. Setzt man diese, den aktuellen Treibstoffverbrauch sowie die Umgebungsbedingungen miteinander in Bezug, lässt sich einfach ­erkennen, ob beim Motor bzw. bei dessen Wirkungsgrad ein Problem besteht. Ziel ist es, den Motor stets optimal zu betreiben: Faustregel ist, dass dies bei 80 % der Motorleistung der Fall ist. Aufgrund der Vielseitigkeit der Bachmann-M1-Plattform steht der FEC-SP auch als mobile Version „FEC2GO!“ zur Verfügung. Damit bietet das Unternehmen ein Werkzeug für Schiffswerften während Testfahrten, für Schiffseigner, welche eine Kalibrierung ihrer Schiffsmotoren vornehmen müssen, und Serviceunternehmen, welche einen Vorher-Nachher-Vergleich bei Reparaturen durchführen möchten.

Sichere und unkomplizierte Parametrierung und Bedienung
Für Dimar-Tec war von Anfang an klar, dass ihre Lösung frei parametrierbar sein muss und von Servicetechnikern oder der Schiffscrew ohne Programmierkenntnisse in Betrieb genommen werden soll. Denn während der Inbetriebnahme von Schiffen werden teilweise Änderungen am System vorgenommen oder beispielsweise auch festgestellt, dass ein an Bord vorhandener Sensorausgang fehlerhaft ist und durch ein anderes Signal ersetzt werden muss. Hier ist es ein Vorteil, wenn die notwendigen Anpassungen vom Personal vor Ort einfach und rasch vorgenommen werden können. „Das haben wir gemeinsam mit Bachmann Electronic geschafft“, bestätigt O. Kuss. Über ein Touchdisplay oder die Java-­Visualisierung für Standard-PC können alle Ein- und Ausgangssignale individuell belegt werden, ohne dass der Bediener in das SPS-Programm eingreifen muss (Bild 5). „In der Projektierungsphase lassen wir all unser Wissen zu Schiffssystemen in ein Projekt einfließen, sodass Umfang, Schnittstellen und Kundenerwartungen vor Beginn der Installation vollständig geklärt sind. Die Installation kann schlussendlich auch von der Schiffscrew oder externen Servicepartnern durchgeführt werden. Führt Dimar-Tec die Installation durch, können die Kosten dafür garantiert werden, wodurch wiederum Projektrisiken und -kosten für den Schiffseigner deutlich sinken“, zeigt O. Kuss den Vorteil auf.

Treuer Begleiter auf dem Weg zum Erfolg
Mit dem Gesamtergebnis ist Dimar-Tec zufrieden: „Unser System überzeugt durch seine Leistung. Aufgrund des modularen Aufbaus können wir für jeden Schiffseigner die für ihn perfekte Lösung realisieren.“ Die drei Module FEC, FEC-SP und EEC sind unabhängig voneinander als Stand-alone-Lösung erhältlich, können aber auch als inte­griertes System installiert werden, da die Module in frei wählbarer Kombination parallel auf nur einer Steuerung betrieben ­werden (Bild 6). „Das ist ein Vorteil, den uns nur die Bachmann-Systemlösung bieten konnte“, bekräftigt der Geschäftsführer. „Wir waren stets mit unseren persönlichen Ansprechpartnern in Vertrieb und Service, die auch unsere spezifische Anwendung kennen, in Kontakt. Das beweist, dass wir unsere Wahl mit Bachmann als langfristigen und zukunftsorientierten Partner richtig getroffen haben.“ (ih)

Dipl.-Ing. Frank Spelter ist Leiter der ­Unternehmenskommunikation bei der Bachmann Electronic GmbH in Feldkirch, Österreich. frank.spelter@bachmann.info

Dipl.-Ing. Frank Spelter ist Leiter der ­Unternehmenskommunikation bei der Bachmann Electronic GmbH in Feldkirch, Österreich. frank.spelter@bachmann.info