Anwendungsbeispiele für Brennstoffzellen und Batterien im maritimen Sektor

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1 Anwendungsbeispiele für Brennstoffzellen und Batterien im maritimen Sektor Dr. Joachim Hoffmann

2 Wie alles begann, ELEKTRA unser erstes Schiff mit elektrischem Antrieb Über 120 Jahre Erfahrung auf dem Gebiet elektrischer Antriebstechnik Auf der Spree in Berlin erprobte Siemens im Jahr 1886 sein erstes Elektroboot. Die Elektra konnte 25 Passagiere aufnehmen und war 14 km/h schnell. Seite 2

3 ... daraus entwickelte Siemens seine hohe Kompetenz bei elektrischen Schiffsantrieben Key feature Marktführer bei Schiffsantrieben (MV) Fortschrittliches Antriebssystem mit kompakten Konvertern Ready to install Breiter Leistungsbereich von 100 kw bis ca. 85 MW Weltweite Verfügbarkeit von Ersatzteilen Lieferumfang LV- und MV-Motoren, Generatoren Transformer und Schalttafeln Powermanagement Antriebskontrolle Umweltbeitrag Verminderung des Brennstoffverbrauchs Geringere Emissionen Vorteil für den Kunden Verminderte Betriebskosten Erhöhte Flexibilität Alle Antriebskomponenten aus einer Hand Geringe Stillstandszeiten Seite 3

4 laufend werden die elektrischen Antriebssysteme weiterentwickelt Konventionelles diesel-elektrisches System Fixed speed des Dieselgenerators Synchronisation von mehreren Dieselgeneratoren Direkte AC-Anbindung von Verbrauchern im Schiff Vorteilhafter DC-Netz-Ansatz Variable Geschwindigkeit des Dieselgenerators Paralleler Betrieb der Gensets ohne Notwendigkeit, diese zu synchronisieren Versorgung der Schiffsverbraucher via Inverter Batterien als Backup für zero emission operation Batterie DIESEL G M GB DIESEL G M GB DIESEL G M GB DIESEL G M GB Schiffsverbraucher AC-Switchboard DC-Switchboard Schiffsverbraucher Seite 4

5 darauf basieren unsere Konzepte für die Einbindung alternativer Energiespeicher und Energiewandler AC-Quellen Energieverteilung Bordnetz Filter ~ DC-Quellen H 2 O 2 fuel cell H 2 O ~ Filter Speicherung ~ Filter H 2 Verbraucher ~ ~ Filter Seite 5

6 und Anlagensteuerung Control Unit (S7) Control System Bus V DC DC- Einbindung Batterie/ Solarzellen/ Fuel Cell G M Batterie Bordnetz 230 V/400 V AC AC-Komponenten DC-Komponenten Anlagensteuerung Gleichrichter/Wechselrichter Seite 6

7 Beispiele Kompakte Schaltanlagen DC-Bus Inverter Seite 7

8 Anwendungen 1 Hybrid aus Batterie, Dieselgenerator und Brennstoffzelle, DC-Netz und Elektroantrieb Bild TKMS Seite 8

9 Brennstoffzellen-AIP-Sektion Brennstoffzellen- Module BZ-Hauptschalttafel BZ-Hilfsschalttafel Reaktionswassertanks DC/DC- Konverter Weitere Schalttafeln für BZ-System LOX-Tank H 2 -Hydridspeicher Bild TKMS Seite 9

10 Deutsches U-Boot erzielt Weltrekorde Längste Unterwasserfahrt ohne Nukleargenerator März 2013 U 32 Überfahrt in die USA 18 Tage unter Wasser Record: German submarine remained submerged for 18 days while crossing Atlantic From DEUTSCHE PRESSE-AGENTUR DPA :32 Jungfernfahrt von U 32 in Tage unter Wasser While crossing the Atlantic, a German submarine remained submerged for 18 days representing a new record. This is the longest submerged transit of a submarine belonging to the German Navy up to now, was the official comment from the marine command on Wednesday. Konventionelle, diesel-elektrisch angetriebene U-Boote: max. 3 bis 4 Tage unter Wasser ohne Schnorchelbetrieb Seite 10

11 Geplante und realisierte BZ-Anwendungen auf Schiffen Source TKMS Source DNV GL Source Meyer Werft Bild TKMS Bild MTU Seite 11

12 Anwendungen 2 Elektrofähre Ampere in Norwegen Bauweise Katamaran Länge 80 m Breite 21 m Kapazität 120 Autos und 360 Passagiere Antrieb 2 x 450 kw (Siemens) Stromspeicher Li-Ionen (Siemens), kwh, 10 t Geschwindigkeit 10 kn (nom.), 14 kn (max.) Verbrauch kwh pro Überfahrt Fahrstrecke 5,7 km 34 Fahrten/d 20 min Dauer, 10 min Ent-/Be-/Aufladen Einsparungen l/a Diesel 570 t CO 2 10 t NOx Seite 12

13 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dr. Joachim Hoffmann Product Manager SINAVY SUB PD OM DM NC TI Schuhstraße Erlangen Phone: +49 (9131) Cellular: +49 (152) siemens.com/marine Seite 13