SCHIFFSTECHNIK | SHIP
SCHIFFSTECHNIK | SHIP TECHNOLOGY Abstract: Battery systems hold big potential for ship technology Despite the challenges of »range« and »safety«, a place is reserved for batteries in future (and present) shipping. There are already tangible benefits, development is progressing, even if regulation is still lagging somewhat behind. The number of projects is increasing. Interchangeable containers with battery systems are considered a good option. der auf der nächsten Sitzung des IMO- Umweltausschusses MEPC zur Aufnahme in die Regulierung MARPOL VI zur Abstimmung steht. Er verwendet Kraftstoffverbrauchsdaten, um die Effizienz der Transportleistung zu berechnen. Nicht zuletzt spielt der Brandschutz eine wichtige Rolle. Ein Batteriebrand kann sehr hohe Temperaturen verursachen und stellt ein Explosionsrisiko dar. Der Großteil der zugelassenen Batteriesysteme basiert auf Lithium-Verbindungen. Diese haben trotz der technischen Entwicklung noch immer ein inhärentes Brand-Risiko. Duffy zeigt sich allerdings »optimistisch, dass sowohl die Sicherheit als auch die Energiedichte verbessert werden. Es geht um die Konstruktion von Schiffen und nicht zuletzt um die Kompetenz der Besatzung. »Einer unkontrollierten exothermen chemischen Reaktion begegnet man nicht am besten dadurch, dass man einen Feuerwehrschlauch auf den Brand richtet und auf das Beste hofft«, betont der Experte. LR selbst schreibt in seinen Anforderungen mittlerweile vor, dass Batterieräume nicht an Räume mit einem hohen Brandrisiko angrenzen dürfen. Auf internationaler Ebene bedarf es nach Ansicht der Briten aber noch mehr Abstimmung, man hofft darauf, im Klassifikationsverband IACS einen einheitlichen Ansatz zu erreichen. Wann die Regulierung wirklich auf aktuellem Stand ist, sei aber noch unklar: »Leider wird der Fortschritt von Regeln und Vorschriften selten so schnell erreicht, wie neue Technologien eingeführt werden«, sagt Duffy. Komplexität für die Crew Liegt die Zukunft in containerisierten Batterie-Systemen? Es ist eine Frage der Kapazität Weiterentwicklungen dürfte es auch in der Konfiguration im Maschinenraum geben. Noch fehlt es aber an Anreizen. Sei bislang vorrangig Compliance der Treiber, könne es in Zukunft auch direkt über das Portemonnaie der Reeder gehen: »Änderungen bei der Kraftstoffsteuer und der Verfügbarkeit des Kraftstoffs könnten die Finanzplanung verändern. Optionen, die – unabhängig vom Kraftstoff – zu weniger Verbrauch führen, werden im Laufe der Zeit die Rendite verbessern.« Insgesamt wird die Arbeit an Bord durch die Einführung hybrider elektrischer Antriebssysteme komplexer. Nach Ansicht der LR-Experten wirft es »eine ganze Reihe von Fragen« auf, wie man die Systeme konstruiert und betreibt und wie man sicherstellt, dass die Besatzung die Ausbildung erhält, um angemessen zu reagieren. Duffy führt ein Beispiel an: Bei der Abschaltung eines Batteriesystems bleibt die gespeicherte Energie erhalten, anders als bei einem abgeschalteten Dieselgenerator. Es bestehen also immer noch Risiken im Zusammenhang mit den elektrischen Kontakten »In vielen Fällen hinken die Ausbildungsvorgaben in der STCW-Regulierung (»Standards of Training, Certification and Watchkeeping for Seafarers«) der IMO hinter den Technologien hinterher.« © Current Direct H ybrid Save Money Eco Friendly E lectric 30 kW - 1230 kW More Power 2 kW - 250 kW TRANSFLUID S.p.A. via G. Rossa, 4 • 21013 Gallarate (VA) Italy • Ph. +39 0331 28421 • info@ transfluid.eu • www.transfluid.eu 56 HANSA – International Maritime Journal 06 | 2021
SCHIFFSTECHNIK | SHIP TECHNOLOGY Designing your own electric vessel The latest tool in Danfoss Editron’s digital portfolio is an online calculator designed specifically for the marine sector. The Marine eCalculator allows users to dimension electric and hybrid system architecture in workboats, yachts and ferries Covering workboats, yachts and ferries, the Marine eCalculator dimensioning tool enables users to choose the right electric or hybrid system architecture for their vessel. The tool provides comprehensive power train design including electric layout and detailed component selection for a vessel. The user selects the type and size of his vessel, then the electrification type – parallel hybrid, serial hybrid, full electric or advanced. In the following step more detailed settings can be made such as the number of DC links needed, the backbone of Editron’s system. All the components are connected through DC links and the power is being transferred through them. In the Route Portion section the user can define how the vessel is operated – crucial for hybrid or full electric vessels, because this information is used for selecting the optimal battery size for the project. The user can make settings like duration, needed power (kW), main power source and charging power (portion of the power used for battery charging). The following design portion is divided in two parts: defining components that consume electricity and components which produce electricity. The performance requirements for each consumer type can be defined as well as the number of consumers required. On the producer side the user defines what kind of performance is required from the main power sources. The eCalculator will automatically select the optimum quantity of the components. This can also be done manually. A single line diagram is being updated simultaneously with the design process, showing all the components and DC links. Below, all the components – all Danfoss Editron parts – included in the design are listed. Next, the design can be modified, e.g. by adding modules like thrusters and defining their position in the layout and their performance parameters (power, speer, gear ratio). On the producer side, the eCalculator has automatically added the optimum quantity of power sources. Parameters of the propulsion system can be defined and are shown in real time as a single line diagram In a recent online launch event, Nina Harjula, Erno Tenhunen and Philipp Fedorov from Danfoss Editron were joined by special guests Jacob Viero from Volvo Penta at Sea, Peeter Raamat from Baltic Workboats and METS Technology’s Robert Wittback. A conversation starter Erno Tenhunen explained: »The tool will be used for a vessel concept design phase, in order to cut the whole design process from the very beginning of the vessel design in order to realize what the electric system will be. « Philipp Fedorov added: »We need the initial data about the power plant design ideas, the basic propulsion system configuration, maybe also the vessel’s sailing profile. Based on these data we are able to make the initial draft design of the concept within the eCalculator tool. That helps us to start or continue communication with the customer on the more detailed design.« Peeter Raamat, one of the first to try out the tool, thinks that the calculator is easy to use, also for those with less experience with similar systems. »It allows the user to play around with different concepts,« he said. For a shipyard and the integrator, the main help of the tool would be the initial design or in concept brainstormings, he said. »It will allow us to build a one up solution and share it with Danfoss so in the end we are all able to have the same project in front of us and modify the same solutions.« METS Technology’s Robert Wittback also found it rather easy to use and an efficient way of trying out the different systems solutions in a smooth way. »It may also reach a wider audience like shipowners for example so they can try out the solution. We can use the tool in the sales process and also at the beginning of the engineering process,« Wittback said. Jacob Viero from Volvo Penta would like to deploy the tool in Volvo Penta’s dealer network, »where people with less experience and customers can use it to start the conversation«. fs © Danfoss Editron HANSA – International Maritime Journal 06 | 2021 57
