Volle Kraft voraus auf der Ostsee

Hybrid-Fähre spart pro Jahr zwei Millionen Kilowattstunden

Nachhaltigkeit spielt in der Strategie der deutsch-dänischen Reederei Scandlines eine wichtige Rolle. Mit Hybridfähren und kontinuierlichen Effizienzprojekten arbeitet das Unternehmen auf ein ehrgeiziges Ziel hin: Null Emissionen. Einen großen Schritt machte Scandlines mit dem Lüftungs-Retrofit des Autodecks. Statt alter AC-Ventilatoren arbeiten dort nun effiziente explosionsgeschützte EC-Ventilatoren, die auf einer schwenkbaren Platte montiert sind.

Wer sich auf der Route von Deutschland nach Dänemark für eine Schifffahrt entscheidet, landet höchstwahrscheinlich auf einer Fähre der Reederei Scandlines. Mit ein wenig Glück ist es sogar die Hybridfähre Prinsesse Benedikte, die die Strecke zwischen dem deutschen Puttgarden und dem dänischen Rødby befährt.

Die  Hybridfähre Prinsesse Benedikte auf der Ostsee.
Quelle: Scandlines/Michael Dietz
Die dänische Hybridfähre Prinsesse Benedikte verkehrt zwischen Puttgarden und Rødby.

Sie repräsentiert die Scandlines-Philosophie, deren Ziel es ist, die Emissionen der gesamten Flotte stetig zu reduzieren. Das ehrgeizige Ziel: null Emissionen. Im Maschinenraum der Fähre steht deshalb neben den üblichen Dieselgeneratoren auch ein Batterieblock, weitere sollen folgen.

Schnell war klar, dass es auf Dauer nicht wirtschaftlich wäre, die Leistung der Schiffsdiesel nur Stück für Stück durch Energie aus Batterien zu ersetzen. Das Schiff musste auch Strom sparen, um die Anzahl und damit die Kosten der teuren elektrischen Energiespeicher im Rahmen zu halten. Also tauschte Scandlines Wasserpumpen aus, stellte die Beleuchtung auf LED um und schickte die Kapitäne der Schiffe zu Trainings in energiesparender Fahrweise.

Potenziale bei der Belüftung

Im Jahr 2015 nahm sich die Reederei dann die Belüftung des Schiffs vor. Während der Überfahrt brachten bis dahin sechs große AC-Ventilatoren frische Luft von außen aufs geschlossene Deck, zwei beförderten die verbrauchte Luft nach außen. Im Hafen standen dann zwei Ventilatoren still, während die anderen sechs das Schiff entlüfteten. Da bei den beiden Betriebsarten die Luft jeweils in die entgegengesetzte Richtung gefördert werden musste, liefen immer einige Ventilatoren rückwärts.

Ein alter AC-Ventilator.
Quelle: ebm-papst
Vor dem Retrofit belüfteten große AC-Ventilatoren das Autodeck. Dafür mussten sie zeitweise rückwärts laufen – eine besonders ineffiziente Betriebsart.

Diese Betriebsart ist besonders ineffizient, da Ventilatoren immer für eine Förderrichtung ausgelegt sind und im Rückwärtsbetrieb drastisch mehr Energie verbrauchen. Dieser Problematik war sich auch Carsten Johansen, der Chef-Ingenieur von Scandlines, bewusst, weshalb er ebm-papst um eine Lösung bat.

Carsten Johansen auf dem Autodeck.
Quelle: ebm-papst
Bei der Belüftung des Autodecks sah Carsten Johansen, Chef-Ingenieur bei Scandlines, große Potenziale für mehr Energieeffizienz.

"Da der Verbrauch in diesem Bereich enorm hoch war, hofften wir hier eine große Menge Energie einsparen zu können", erklärt Johansen.

Und sie drehen sich doch

Damit die Ventilatoren nicht mehr rückwärts laufen müssen, werden sie auf schwenkbaren, quadratischen Metallplatten angebracht und können so in die benötigte Förderrichtung gedreht werden. Dadurch fördern die Ventilatoren die Luft immer in die Richtung, für die sie optimal ausgelegt sind. Am Schiff konnten dafür keine Umbauten vorgenommen werden, doch trotz des begrenzten Bauraums funktioniert das Prinzip optimal.

Ventilatoren auf einer Schwenkplatte.
Quelle: ebm-papst
Damit die Ventilatoren nicht mehr rückwärts laufen müssen, werden sie auf schwenkbaren, quadratischen Metallplatten angebracht. Dadurch laufen sie immer in der Richtung, für die sie optimal ausgelegt sind.

Eine weitere Stellschraube für mehr Effizienz liegt im Wechsel der Ventilatorentechnologie: Statt AC-Ventilatoren schleusen nun "HyBlade EC"-Axialventilatoren die Luft durch das Autodeck. Diese lassen sich stufenlos regeln und somit exakt an die tatsächlich benötigte Leistung anpassen.

Weiterhin werden statt wie bisher einzelne große Ventilatoren nun "FanGrids" mit je vier kleineren Ventilatoren eingesetzt. Dadurch vergrößert sich die Fläche über die die Luft gefördert wird, sodass der Luftaustausch auf dem Autodeck weiter optimiert wird.

Die "HyBlade"-Ventilatoren verbinden auf effiziente Weise die Vorzüge zweier unterschiedlicher Materialien: Während die korrosionsbeständige Aluminiumstruktur im Kern des Flügels eine dauerhafte Verbindung zum Rotor sicherstellt, verleiht der Mantel aus glasfaserverstärktem Kunststoff dem Flügel eine nach aerodynamischen Kriterien optimierte Form. Dieser leichte Mantel wirkt sich deutlich auf das Gesamtgewicht des Ventilators aus und trägt durch sein gutes Dämpfungsverhalten zur Geräuschreduzierung bei.

Explosionsgeschütze Ventilatoren

Da auf der Fähre auch Lkw mit entzündbaren Stoffen den Fehmarnbelt überqueren, stellte Scandlines eine weitere wichtige Anforderung an die Ventilatoren: Sie mussten explosionsgeschützt sein. Auch diese Vorgabe konnte ebm-papst erfüllen, da das Unternehmen als erster Hersteller weltweit EC-Ventilatoren in ATEX-Ausführung entwickelte. Ihre Laufradfestigkeit übertrifft die Normanforderungen, ein Erdungsanschluss leitet elektrostatische Aufladungen ab und die Leistungselektronik ist druckfest gekapselt.

Weiterführende Informationen: http://www.ebmpapst.com

Dienstag, 13.06.2017

Patrick Stern
Von Patrick Stern
Marktmanager Kältetechnik bei ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG