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Hybridschiffe für alternative Kraftstoffe

Schiff Willem de Vlamingh mit mtu-Gasmotor

Über das Projekt

Im maritimen Verkehrssektor werden mit steigender Tendenz Antriebe mit alternativen Kraftstoffen auf den Markt gebracht. Diese haben das Potenzial die CO2- und Schadstoff-Emissionen zu senken. In dem Projekt „Hybridschiffe für alternative Kraftstoffe“ wird das dynamische Ansprechverhalten von Flüssigerdgas (Liquefied Natural Gas, LNG) als alternativer Kraftstoff in einem hybridisierten Antriebskonzept simulativ untersucht und dem konventioneller Dieselmotoren gegenübergestellt. Weiterhin wird die bestehende hydrodynamische Simulationsumgebung „Hybrid Propulsion Simulation“ (HyProS) um freie Schiffsmanöver erweitert. Die Bearbeitung erfolgt in Kooperation mit der Arbeitsgruppe Schiffsmaschinenbau und dem Institut für Entwerfen von Schiffen und Schiffssicherheit der Technischen Universität Hamburg.

Projektinformationen

  • Förderungsdauer: 01.04.2022 – 30.09.2024

Projektpartner

  • Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
  • Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen
  • Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e. V.
  • Arbeitsgruppe Schiffsmaschinenbau
  • Institut für Entwerfen von Schiffen und Schiffssicherheit

 

Fragestellung/Motivation

Motorraum Schiff

Schiffsantriebe mit Verbrennungsmotoren, die zukünftige gasförmige oder flüssige Alternativkraftstoffe einsetzen, werden Schwächen in der Leistungsdynamik aufweisen. Um diese Schwächen zu kompensieren, werden die Verbrennungsmotoren mit elektrischen Komponenten hybridisiert. Aufgrund der Hybrid-Architektur entstehen überbestimmte Systeme, die ihre Vorteile nur ausspielen können, wenn die Freiheitsgrade in Form geeigneter Regelungsstrategien sinnvoll genutzt werden.

Vorgehensweise und Projektziel

Das Projekt verfolgt das Ziel der Bereitstellung einer Simulationsumgebung, womit eine Grundauslegung des Schiffs und zugehörigen Antriebs mit hinreichend hoher Genauigkeit erfolgen kann.

Für die simulative Abbildung von Schiffsmotoren wird zunächst eine Datenrecherche durchgeführt. Dies betrifft den Luftpfad der Motoren inklusive der Aufladung. Aus den erstellten Modellen erfolgt die Ableitung generischer, einfach parametrierbarer Mittelwertmodelle. Dadurch wird bei hoch bleibender Simulationsgüte der Rechenaufwand erheblich reduziert und die Echtzeitfähigkeit erreicht.

Die Mittelwertmodelle werden anschließend in HyProS integriert. Um den korrekten Betrieb der Simulation sicherzustellen, erfolgt die Erstellung einer Steuerung sowie geeigneter Regelungsstrategien des Antriebssystems. Die Simulationsergebnisse werden unter anderem mit Testfahrten auf einem Schiff validiert.

Publikationen

Bisher wurden noch keine Publikationen zu diesem Projekt veröffentlicht.

Kontakt

Dipl.-Ing. Vincent Jarschel
109 NFF
0531/391-66918
vincent.jarschel(at)tu-braunschweig.de
Mitarbeiterprofil
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