RiverCell: Hybrides Energie- und Antriebssystem für ein Flusskreuzfahrtschiff 5 Fachkonferenz Elektromobilität vor Ort, 26-27 Februar 2018, Leipzig Ragnar Christenson Research & Development
Schiffe der MEYER WERFT 3 Kreuzfahrtschiffe Flussschiffe (Kreuzfahrt)Fähren Passagierschiffe Forschungsschiffe Schiffe: 44 (+ 12) Schiffe: 68 (+6) Schiffe: 32 Schiffe: 24 Schiffe: 1 Inselfähren Gastanker Tiertransporter Containerschiffe Schiffe: 29 (+ 1) Schiffe: 57 Schiffe: 27 Schiffe: 4
4 Forschungsprojekt RiverCell 2015-2021
Ziele von RiverCell 6 Konzeptionierung, Entwurf und Realisierung eines hybriden Energie & Antriebssystems für ein Flusskreuzfahrtschiff und ein Schubschiff Steigerung der Effizienz von Energieerzeugung und Verteilung Senkung der Emissionen von Binnenschiffen Leiser Betrieb des Schiffes am Liegeplatz mit Brennstoffzellen und Batterien Leistungssteigerung und Anpassung der BZ Systeme für Binnenschiffe Klärung der Bedingungen für den Einsatz von alternativen Kraftstoffen Übertragung auf andere Schiffstypen
Hybride Energieversorgung 8 Brennstoffzellen zur kontinuierlichen Gundlastversorgung Batteriepuffer für Peak shaving Zuschaltung von weiteren Energieerzeugern nach Bedarf
Modulare Energieerzeugung 9 Neue Möglichkeiten der flexiblen Anordnung: -> Dezentrale Energieerzeugung Konzept Energie Raum Module : Brennstoffzellen Energiespeicher Hilfssysteme Modular Skalierbar Wenig Schnittstellen
Dezentrales Hybrid Energie Konzept 10 E- MOT E- MOT E- MOT E- MOT GEN Hohe Systemredundanz (Ausfallsicherheit) Effizienter Betrieb Verbesserte Emissionen Geräuschlose Hafenversorgung AFT DIES GEN DIES GEN FC BATT EL EL E-CONSUMER FC BATT TIE-BUS EL DIES EL DIES GEN BOW E- MOT E- MOT DECENTRALIZED HYBRID POWER SUPPLY - RIVERCELL MEYER WERFT
Brennstoffzellensystem 12 HT-PEM Technologie Modulare Bauweise Flüssigkeitsgekühlte Module Elektrische und thermische Energie (bis 150ºC) nutzbar Hohe Lebensdauer Hoher Wirkungsgrad Integrierter Methanolreformer Höchster Reifegrad 5kW Modul 30kW Rack
Alternative Brennstoffe 13 Unterbringung von kryogenen Brennstoffen (Gasen) nur eingeschränkt praktikabel Isolierte Drucktanks Volumenmehrbedarf 3x (LNG) 10x (Wasserstoff!) Verlust an Nutzraum Kritisches Mehrgewicht (Tiefgang) Beschränkte Haltezeit Alkohole (Methanol) vielversprechende Option Flüssig, kann in Schiffs-Strukturtanks gelagert werden Deutlich weniger Nutzraumverlust und Gewicht Einfacher in der Handhabung (nicht kryogen) Auch in Verbrennungsmotoren einsetzbar Kann regenerativ effizient hergestellt werden -> Eine effiziente Möglichkeit H2 für Brennstoffzellen in flüssiger Form zu lagern
Alternative Brennstoffe Beispiel LNG 14 Szenario für reinen Gasbetrieb (inklusive Antrieb) -20% Nutzvolumen (-23 Kabinen) Gewichtsproblem Zulässig gem BinSchUO 210 m3 LNG für ca 9 Tage reiner Gasbetrieb (inkl Antrieb)
Fazit RiverCell1 15 Hybridkonzepte für Gesamtenergieversorgung vielversprechend Platz- und Gewichts-Probleme mit Gastanks (LNG, H2) auf volumenkritischen Schiffen Leistungsdichte und Leistungsgewicht der Brennstoffzellen und Batterie Gesamtsysteme und der Peripherie müssen weiter verbessert werden Bunkern von Methanol (als Brennstoff) noch unbekannt Fehlende Vorschriften für neue elektrische Hybrid-Architekturen Fehlende Vorschriften für Methanol und andere regenerative Brennstoffe Lange Genehmigungsprozesse und befristete Sondergenehmigungen für Versuchsinstallationen
Ausblick RiverCell2 16 Detail-Entwicklung und Konstruktion der Demonstratoren Ziel: Genehmigungsfähigkeit (Sondergenehmigung) Ende 2019 Bau Landdemonstrator bis 2019 Bau Demonstrator-Schiff (Neubau) bis 2020 Tests und Langzeit-Erprobung bis 2022 Mitwirkung bei der Vorschriftenentwicklung
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