Elektrischer Antrieb – eine neue Ära für Massengutfrachter

In der Vergangenheit setzten Massengutfrachter dieselmechanische Antriebe ein. Mit der Entwicklung der elektrischen Antriebstechnik bietet diese jedoch heute unzählige Vorteile wie hohe Redundanz, Flexibilität bei der Auslegung von Ausrüstung, Energieeinsparungen und reduzierte Abgasemissionen. Nach Langzeitstudien entschied sich der japanische Reeder Mukaishima Dock Co. Ltd. für den Bau eines Massengutfrachters mit Elektroantrieb, vorwiegend für den Stahltransport im japanischen Binnenmeer. Dieses Schiff setzt den Startpunkt einer neuen Ära des Elektroantriebs für Massengutfrachter.

Das elektrische Antriebssystem auf dem Massengutfrachter von Mukaishima Dock wurde vom 712 Research Institute in Wuhan, China, integriert. Mit seinem großen technischen Können und Fachwissen setzte sich das 712 Research Institute im Wettbewerb gegen viele Unternehmen von Weltruf sowie lokale Unternehmen in Japan durch und erhielt den Zuschlag als Lieferant für das elektrische Antriebssystem des Massengutfrachters von Mukaishima Dock. Dank der hervorragenden Leistung und den ausgereiften VACON®-Anwendungslösungen für elektrische Schiffsantriebe haben sich das 712 Research Institute und der japanische Reeder für VACON als Lieferant der Hauptantriebe und Strahlruder entschieden. 

Vorteile für die Umwelt
Der Hauptantrieb und das Strahlruder dieses Massengutfrachters mit 499 Bruttoregistertonnen verfügen über einen Elektroantrieb mit variabler Drehzahl, der Energie spart und umweltfreundlich ist. Der hohe Automatisierungsgrad und die flexible Manövrierfähigkeit reduzieren den Kraftstoffverbrauch, verbessern den Wohnkomfort der Besatzung und ermöglichen es, mit weniger Personal als ein herkömmlicher Massengutfrachter auszukommen. 

Kompakter, schrankmontierter VACON® NXC-Frequenzumrichter für raue Umgebungen
Das Schiff hat zwei Antriebsschrauben und ein Bugstrahlruder. Der Hauptantriebsmotor hat eine Leistung von 375 kW und eine Nenndrehzahl von 1800 U/min. Der Bugstrahlruder-Motor hat eine Leistung von 200 kW und eine Nenndrehzahl von 1800 U/min. 

Der Hauptantriebsumrichter ist ein schrankmontierter, luftgekühlter 12-Puls-Frequenzumrichter des Typs VACON® NXC. Der Bugstrahlumrichter ist ein schrankmontierter, luftgekühlter 6-Puls-Frequenzumrichter vom Typ VACON® NXC. Zwei Sätze von 12-Puls-Hauptantrieben bilden eine Quasi-24-Puls-Struktur, die Oberschwingungen reduziert und die Anforderungen der Klassifikationsgesellschaft für THDu <5 % erfüllt. Da der schrankmontierte VACON® NXC-Frequenzumrichter auf der gleichen Technologieplattform aufbaut wie die VACON® NXP-Serie, ist er modular und sehr kompakt. Die Abwärme ist das zentrale Thema bei der Konstruktion des VACON® NXC-Schaltschranks; anhand umfangreicher, strenger Tests ließ sich sicherstellen, dass der Antriebstechnikschrank in rauen Umgebungen eine lange Lebensdauer hat. Die Schränke für Hauptantriebs- und Bugstrahlruder-Umrichter befinden sich im unteren Rumpf, was hohe Anforderungen an die Grundfläche und Wärmeabfuhr aus dem Antriebsschrank stellt. Der VACON® NXC-Schrank funktioniert unter diesen Bedingungen zuverlässig. 

Mit der integrierten schiffstechnischen Anwendungssoftware verfügt der schrankmontierte VACON® NXC-Frequenzumrichter über schnelle Drehmoment- und Leistungsbegrenzungsfunktionen sowie einen Leistungsregelungsmodus und ist damit hervorragend für die Betriebsbedingungen des Elektroantriebs geeignet. Da die Antriebstechnikschränke sowohl des Hauptantriebs als auch des Bugstrahlruders mit einer Bremseinheit und einem Bremswiderstand ausgestattet sind, lässt sich die von den Motoren rückgespeiste Energie durch die Bremseinheit im Bremswiderstand ableiten, wenn das Schiff stark abbremst oder eine Maximalbremsung durchführt. 

Weitere Elektroantriebsprojekte in der Planung
Im ersten Betriebsjahr hat der Massengutfrachter von Mukaishima Dock viel Aufmerksamkeit und Interesse in den japanischen Medien und bei Reedern geweckt. Die ursprünglichen Designziele wie die Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der Abgasemissionen, die Realisierung von Energieeinsparungen und mehr Umweltfreundlichkeit wurden erreicht und im Betrieb bestätigt. Gemessen am Kraftstoffverbrauch lag das Schiff im Vergleich von 100 Schiffen in Japan auf Platz 5.

Das elektrische Antriebssystem auf diesem Schiff funktioniert sehr zuverlässig. Der japanische Reeder Mukaishima Dock ist sehr zufrieden und plant, weitere Massengutfrachter dieser Art mit dem vom 712 Research Institute integrierten elektrischen Antriebssystem zu bestellen. Die bevorzugte Wahl für die Antriebsumrichter sind schrankmontierte VACON® NXC-Frequenzumrichter. Insgesamt unterstreicht der erfolgreiche Bau dieses Schiffs die vielversprechenden Marktaussichten für den Elektroantrieb von Massengutfrachtern. 

Im Detail
Elektrische Antriebssysteme ermöglichen neue, flexiblere Bauweisen und die effizientere Integration der energiebetriebenen Systeme eines Schiffs, da nun ein und dieselbe Energieerzeugungsanlage sowohl den Antrieb als auch andere Verbraucher versorgen kann. Dies ermöglicht neue Schiffbauweisen mit mehr Platz unter Deck, z. B. für Passagiere oder Fracht. Fast 100 % aller neuen großen kommerziellen Seeschiffe fahren mit Elektroantrieb, darunter auch viele große Kreuzfahrtschiffe wie die Queen Mary 2.

Massengutfrachter oder Massengutschiffe sind Handelsschiffe, die speziell für den Transport unverpackter Massengüter wie Getreide, Kohle, Erz und Zement in ihren Laderäumen gebaut sind. Seit dem Bau des ersten auf Massengut spezialisierten Frachters im Jahr 1852 hat der Zwang zu besserer Wirtschaftlichkeit die Entwicklung dieser Schiffe vorangetrieben. Sie wurden immer größer und komplexer. Heutige Massengutfrachter sind speziell auf maximale Kapazität, Sicherheit und Effizienz ausgelegt und so gebaut, dass sie ihre harte Aufgabe erfüllen. Heute machen Massengutfrachter 40 % der weltweiten Handelsflotten aus und reichen von kleinen Schüttgutfrachtern mit nur einem Laderaum bis hin zu gewaltigen Erzfrachtern, die 400.000 Tonnen Nutzlast (DWT) transportieren können. Quelle: Wikipedia

*Freibordmarke oder Plimsoll-Marke: Dies ist eine Linie an einem Schiffsrumpf, die den maximalen sicheren Tiefgang und damit den minimalen Freibord für das Schiff unter verschiedenen Betriebsbedingungen angibt. Der Name „Plimsoll“ bezieht sich auf Samuel Plimsoll (1824-1898), einen britischen Politiker und Sozialreformer, der diese Linie als erster einführte.

Bitte beachten Sie, dass VACON seit Dezember 2014 zur Danfoss Gruppe gehört.