Das 130 m lange Segelrotorschiff „E-Ship 1“ ist mit vier ... · C2P49, Environmental Pass-port,...
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Innovatives Spezialschiff mit kombiniertem Antriebssystem ENERCON Mit dem kürzlich in Dienst gestellten Spezialschiff „E-Ship 1“ setzt der Windenergiean- lagenbauer Enercon GmbH, Aurich, auf den nachhaltigen und effizienten Transport seiner Wind- turbinen zu den Windparkstandorten in den internationalen Zielmärkten. Die Nutzung von Wind- energie mit Hilfe von Segel-Rotoren, die das dieselelektrische Antriebssystem ergänzen, stellt dabei eine herausragende Innovation dar. Diese sowie weitere die Effizienz steigernde Maßnah- men ermöglichen einen besonders ökonomischen und umweltfreundlichen Schiffsbetrieb. D as Spezialschiff „E-Ship 1“ wurde im Jahr 2006 von dem Windenergie- anlagenbauer Enercon bei der Lindenau-Werft in Kiel in Auf- trag gegeben und bei der Cas- sens Werft in Emden fertig ge- stellt. Das Konzept des Neubaus basiert auf der Umsetzung hoch- moderner Technologien, insbe- sondere bezüglich des aus Die- selmotoren und Segel-Rotoren bestehenden kombinierten An- triebssystems. Die damit erziel- baren Brennstoffeinsparungen von bis zu 50 Prozent ermögli- chen einen ökonomischen und umweltfreundlichen Transport für die Windturbinen, die En- ercon an seine Kunden in Eu- ropa und Übersee liefert. Die Bezeichnung „E-Ship 1“ wurde zunächst nur als Arbeitstitel des Schiffneubauprojekts genutzt, seit August 2010 fährt das Se- gelrotorschiff offiziell unter die- sem Namen. Konstruktive Details Der vom Germanischen Lloyd klassifizierte Neubau (Klas- sezeichen: 100 A 5 E3 with freeboard 2010 m, Multi-Pur- pose Dry Cargo Ship IW NAV- OC BWM SOLAS II-2,Reg.19 C2P49, Environmental Pass- port, Equipped for the carriage of containers, Equipped for car- riage of roro cargo Strengthe- ned for heavy cargo MC E3 AUT RCP 46/100 RP 1-40%) ist 130 m lang und 22,5 m breit und verfügt über eine Tragfä- higkeit von 10 200 t. Der Schiffsrumpf der „E-Ship 1“ wurde stromlinienförmig gestaltet, um einen möglichst geringen Unterwasserwider- stand sowie einen idealen ae- rodynamischen Zustrom für die Rotorsegel zu gewährlei- sten. Außerdem widmeten die Ingenieure bei Enercon dem Propeller- und Ruderdesign Das 130 m lange Segelrotorschiff „E-Ship 1“ ist mit vier Segel-Rotoren ausgerüstet Foto: Chrisostomos Fountis Wir wünschen dem E-Ship 1 allzeit eine steife Brise! www.moehring-hvac.com 28 Schiff & Hafen | Januar 2011 | Nr. 1 SCHIFFBAU & SCHIFFSTECHNIK | SCHIFFSBESCHREIBUNG
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Innovatives Spezialschiff mit kombiniertem AntriebssystemENERCON Mit dem kürzlich in Dienst gestellten Spezialschiff „E-Ship 1“ setzt der Windenergiean-lagenbauer Enercon GmbH, Aurich, auf den nachhaltigen und effi zienten Transport seiner Wind-turbinen zu den Windparkstandorten in den internationalen Zielmärkten. Die Nutzung von Wind-energie mit Hilfe von Segel-Rotoren, die das dieselelektrische Antriebssystem ergänzen, stellt dabei eine herausragende Innovation dar. Diese sowie weitere die Effi zienz steigernde Maßnah-men ermöglichen einen besonders ökonomischen und umweltfreundlichen Schiffsbetrieb.
Das Spezialschiff „E-Ship 1“ wurde im Jahr 2006 von dem Windenergie-
anlagenbauer Enercon bei der
Lindenau-Werft in Kiel in Auf-trag gegeben und bei der Cas-sens Werft in Emden fertig ge-stellt. Das Konzept des Neubaus
basiert auf der Umsetzung hoch-moderner Technologien, insbe-sondere bezüglich des aus Die-selmotoren und Segel-Rotoren bestehenden kombinierten An-triebssystems. Die damit erziel-baren Brennstoffeinsparungen von bis zu 50 Prozent ermögli-chen einen ökonomischen und umweltfreundlichen Transport für die Windturbinen, die En-ercon an seine Kunden in Eu-ropa und Übersee liefert. Die Bezeichnung „E-Ship 1“ wurde zunächst nur als Arbeitstitel des Schiffneubauprojekts genutzt, seit August 2010 fährt das Se-gelrotorschiff offi ziell unter die-sem Namen.
Konstruktive DetailsDer vom Germanischen Lloyd klassifi zierte Neubau (Klas-
sezeichen: �100 A 5 E3 with freeboard 2010 m, Multi-Pur-pose Dry Cargo Ship IW NAV-OC BWM SOLAS II-2,Reg.19 C2P49, Environmental Pass-port, Equipped for the carriage of containers, Equipped for car-riage of roro cargo Strengthe-ned for heavy cargo �MC E3 AUT RCP 46/100 RP 1-40%) ist 130 m lang und 22,5 m breit und verfügt über eine Tragfä-higkeit von 10 200 t.Der Schiffsrumpf der „E-Ship 1“ wurde stromlinienförmig gestaltet, um einen möglichst geringen Unterwasserwider-stand sowie einen idealen ae-rodynamischen Zustrom für die Rotorsegel zu gewährlei-sten. Außerdem widmeten die Ingenieure bei Enercon dem Propeller- und Ruderdesign
Das 130 m lange Segelrotorschiff „E-Ship 1“ ist mit vier Segel-Rotoren ausgerüstet Foto: Chrisostomos Fountis
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Wir wünschen dem E-Ship 1 allzeit eine steife Brise!
www.moehring-hvac.com
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SCHIFFBAU & SCHIFFSTECHNIK | SCHIFFSBESCHREIBUNG
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www.aalborg-industries.com
besondere Aufmerksamkeit, da bei einem optimalen Zusammenspiel zwischen Hy-drodynamik und der Propeller / Ruder-Kombination weitere Potentiale zur Brenn-stoffeinsparung bestehen.
Für eine bestmögliche Manövrierfähigkeit nutzt das Frachtschiff drei Ruder mit einer Gesamtfl äche von ca. 60 Quadratmetern. Die vier Segel-Rotoren sind jeweils in den Ecken des Hauptdecks platziert.
Zwischen den beiden hinteren Rotoren befi ndet sich das Freifallboot, zwischen den beiden vorderen liegen die Ausgän-ge der durch ein strömungsgünstiges Gehäuse ummantelten neun Abgasrohre der Hauptmotoren sowie der Maschi-nenraumlüfter. Das Spezialschiff verfügt weiterhin über eine eigens für den Neubau entwickelte innovative Abwasseraufbereitung, die gängige Schadstoffgrenzwerte in den Schiffsabwässern nach Angaben von Enercon deutlich unterschreitet. Zur Vermeidung größerer Umweltschäden bei einer Havarie liegen alle relevanten Tanks für Brenn- und Schmierstoffe hin-ter einer Doppelhülle.„E-Ship 1“ bietet Unterbringungsmög-lichkeiten für bis zu 22 Personen.
Flexible LadekapazitätenBei dem Spezialschiff „E-Ship 1“ handelt es sich um ein LoRo-Schiff, das sowohl fü r rollende Ladung als auch konventi-onelle Güter geeignet ist. Es wurde fü r den Transport der von Enercon produ-zierten Windenergieanlagen-Kompo-nenten optimiert. Der Zwischendecker verfü gt ü ber drei Laderäume, die fü r die Aufnahme von bis zu 20 Windturbinen mit einer Leistung von 2 MW konzipiert
„E-Ship 1“ wurde für den Transport von Windenergieanlagen-Komponenten optimiert Foto: Chrisostomos Fountis
Fassmer Off shore ships built on experience
www.fassmer.de
1 6 0 Y E A R S
Service BoatOff shore Supply Vessel 34 m
Off shore Support Vessel 65 m
Off shore Service Catamaran 16 mOff shore Service Vessel 34 m
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wurden. Der Frachtraum hat eine Grö-ße von rund 22 000 Kubikmetern mit einer Stapelkapazität von 18 Tonnen pro Quadratmeter auf der Tankdecke. Die beiden Zwischendecks sind höhen-verstellbar, um maximale Flexibilität für die Ladung zu gewährleisten. Die Beladung kann ü ber eine Heckram-pe fü r rollende Güter oder mit Hilfe der an Backbord aufgestellten Bordkräne mit jeweils 90 Tonnen Nutzlast erfol-gen. Bei Bedarf kann das Spezialschiff bis zu 853 TEU aufnehmen und verfügt über 92 Anschlüsse für Kühlcontainer. Die gesamte Decksmaschinenausrü-stung, bestehend aus Anker- und Ver-holwinden, wurde in enger Abstim-mung mit Werft und Reederei von der Firma Steen GmbH & Co., Elmshorn, geliefert.Die Seitenhöhe des dunkelgrünen Rumpfes wurde durch die Einführung eines speziellen Kassettensystems be-stimmt, durch welches das Laden und Stauen der Komponenten vereinfacht werden soll. Die Windenergieanlagen-komponenten werden somit größtenteils unter Deck transportiert, was die Gefahr von Transportschäden minimiert.
Kombiniertes AntriebssystemDer innovative Neubau „E-Ship 1“ ver-fügt über sieben Mitsubishi / Leroy So-mer Diesel Gensets zweier unterschied-licher Typen, die eine Leistung von rund 10 000 kW erzeugen. Davon werden auch die beiden von Enercon gefertigten Elektromotoren versorgt, die mit einer Leistung von je 3500 kW auf die Antriebswelle und den vierfl ügeligen Verstellpropeller wirken. Zudem verfügt die „E-Ship 1“ über zwei Hilfsdiesel vom Typ Mitsubishi S6R-MPTA für den Hafen- und Notbetrieb.
Segel-Rotoren Ergänzt wird der diesel-elektrische Standardantrieb durch vier zylinderförmige Rotoren, die als Segel fungieren und durch den vorbeiströ-menden Wind einen Schub erzeugen. Diese so genannten Segel-Rotoren ver-danken ihren Ursprung einer Erfi ndung des Ingenieurs Anton Flettner, der in den zwanziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts erstmals den Rotorantrieb auf den beiden Frachtschiffen „Buckau“ und „Barbara“ realisierte. Die Rotoren, die beim Neubau „E-Ship 1“ zum Einsatz kommen, sind 27 m hoch und haben einen Durchmesser von 4 m. Der durch sie erzeugte Magnus-Effekt wurde Mitte des 19. Jahrhunderts durch den Physiker Heinrich G. Magnus entdeckt. Danach erzeugt ein sich dre-hender Zylinder in einer Luftströmung Druckdifferenzen an beiden Seiten des
Körpers, die eine resultierende Kraft er-zeugen. Strömt Wind gegen die rotierenden Zy-linder, so werden diese an der Stelle be-schleunigt, an der die Dreh- und Wind-richtung zusammenkommen. Auf der gegenüberliegenden Seite des Körpers hingegen strömt der Wind langsamer. Durch entstehenden Unter- bzw. Über-druck wird eine quer zur Strömung wir-kende Kraft erzeugt, die für den Vortrieb des Schiffes genutzt wird. Eine optimale Schubausbeute wird er-zielt, wenn der Wind aus einem Winkel
von 100 bis 130 Grad zur Kurslinie des Schiffes auf die Rotoren trifft. Während bei achterlichem Wind noch eine nutz-bare Schubkraft erzeugt wird, müsste das Schiff bei von vorne kommendem Wind wie ein herkömmliches Segelschiff vor dem Wind kreuzen. Um eine höhere Flexibilität für die Ver-minderung der Motorleistung bei ent-sprechendem verfügbaren Schub durch den vollautomatisch betriebenen Ro-torantrieb zu gewährleisten, wurde im Zuge des Designprozesses entschieden, mehrere kleinere Gensets anstatt �
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eines großen Motors einzu-setzen. Die maximale Schiffsge-schwindigkeit beträgt bei reinem Motorantrieb bzw. bei optimalen Windverhält-nissen unter Rotorantrieb 18,5 Knoten.
Abwärmerückgewinnung Das dänische Unternehmen Aal-borg Industries A/S, Aalborg, hat für die „E-Ship 1” einen durch Zwangsumlauf betrie-benen Abgaskessel mit Was-serrohr mit Oberfl ächenvergrö-ßerung vom Typ Mission TM WHR-GT geliefert. Der Abhitzekessel nutzt die Abwärme aus dem gemischten Abgasstrom der sieben Fahr- und Bordnetzgeneratoren und generiert daraus Heißdampf für den Betrieb eines Turbo-generators zur Energieerzeu-gung. Die Nutzung der Wärme für den Betrieb von Dampftur-binen stellt eine weitere tech-nisch höchst anspruchsvolle Systemlösung dar. Zusätzlich
wird hiermit die benötigte Wärme für die Absorptions-kälteanlage zur Verfügung ge-stellt, die die konventionelle Klimaanlage unterstützt.Umfassende Kontroll- und Überwachungseinheiten des Systems sowohl für das Kühl-wasser als auch für das Abgas sind dabei für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Installation unerlässlich.
Hauptmerkmale von Mission TM WHR-GT:
Anzahl Motoren: 5 �Motorlast: 85 % MCR �Abgasmenge: 39 t/h bei �520°CAbgastemperatur: 103 °C �Heißdampfmenge: �4,72 t/h bei 354°C bei 15 bar(g)Wärmeentzug für Absorp- �tionskälteanlage: 200 kW
Elektrotechnik / Automati-sierungDie umfassende elektrotech-nische Ausrüstung des Spezi-
alschiffes wurde von der Firma Rolf Janssen, Aurich, geliefert. Diese besteht unter anderem aus fünf Fahr netz aggregaten mit einer Leistung von je 1750 kVA, zwei Bordnetzag-
gregaten mit einer Leistung von 1300 kVA sowie einem Hafen- und Not-/Hafenag-gregat mit einer Leistung von jeweils 580 kVA. Außerdem wurden die Verteilungen, Ha-
Das Spezialschiff „E-Ship 1“ ist bei der Cassens Werft in Emden fertig gestellt worden Foto: Siemens AG
32 Schiff & Hafen | Januar 2011 | Nr. 1
SCHIFFBAU & SCHIFFSTECHNIK | SCHIFFSBESCHREIBUNG
„E-Ship 1“
Länge: 130 m
Breite: 22,5 m
Tiefgang: 9,3 m
Tragfähigkeit: 10 200 tdw
AntriebssystemFünf Viertakt-Diesel-motoren Typ Mitsubishi S16R-MPTK
Zwei Viertakt-Diesel-motoren Typ Mitsubishi S12R-MPTK
Zwei Elektromotoren Enercon à 3500 kW
Verstellpropellereinheit Rolls-Royce Kamewa mit vier Enercon Propeller-fl ügeln
Hilfsdiesel: Zwei Vier-takt-Dieselmotoren Typ Mitsubishi S6R-MPTA à 580 kVA
DATEN & � FAKTEN
fen- und Notschalttafel, Pulte sowie die Alarm- und Über-wachungsanlage geliefert. Ein störungsfreies Umschalten vom Segel- auf den konventio-nellen Antrieb sowie maximale
Verfügbarkeit und Zuverlässig-keit der Schiffssteuerung bei geringer Mannschaftsgröße wer-den durch anspruchsvolle Auto-matisierungstechnik gewährlei-stet. Das durchgängige System
mit redundantem Aufbau wur-de von der Firma Siemens In-dustry Automation, Nürnberg, für die „E-Ship 1“ geliefert (s. Beitrag auf Seite 34 „Automa-tisierung als Schlüsselelement für kombinierten Antrieb“) und von Enercon programmiert.
Transport von Wind-turbinenSeit August 2010 befi ndet sich die „E-Ship 1“ im regelmä-ßigen Einsatz für die Firma Enercon. Bislang sind Häfen in Irland, Frankreich, Portu-gal, Türkei und Griechenland angesteuert worden, um dort die entsprechenden Turbinen für Onshore-Windparks abzu-liefern. Diese Fahrten sind zu-dem durchgeführt worden, um die Schiffsausrüstung und das Seeverhalten unter normalen Frachtbedingungen zu testen. Außerdem wurden Messdaten gesammelt, die es ermöglichen, die Effi zienz der verschiedenen Systeme und Komponenten des Spezialschiffs zu bewerten.
Für einen störungsfreien Schiffsbetrieb kommen anspruchs-volle Automatisierungstechnologien zum Einsatz Foto: Siemens AG
Quality Ships from Cassens
D-26723 Emden • Tel. +49 (0)4921 827-0 • Fax +49 (0)4921 827-226
email: [email protected] • www.cassens-werft.de
• Newbuildings up to 10.000 tdw• Repairs• Conversions
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