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Referenz 14. Januar 2021

Treibstoffsparen leicht gemacht

Gerade bei langsam fahrenden Schiffen wie Massengutfrachtern lässt sich der Spritverbrauch bereits mit kleinen Verbesserungen am Rumpf deutlich senken. Ein spezielles Monitoring-System der Hamburger Firma SkySails schafft hierfür die nötige Informationsbasis. Es misst den Treibstoffverbrauch und verbindet ihn mit allen Faktoren, die für einen möglichst sparsamen Schiffsbetrieb relevant sind.

Würden allein die Schiffe gereinigt, die es am nötigsten haben, ließe sich schon eine Menge Treibstoff und Geld sparen. Doch wie gelangt man zu der Erkenntnis, welches Mitglied einer Flotte unter Bewuchs leidet, der häufig mit dem bloßen Auge gar nicht erkennbar ist? „Bewuchs beginnt zunächst mit einem dünnen Bakterienfilm, der sich auf den Rumpf setzt“, erklärt Falko Fritz, Leiter Reporting bei SkySails in Hamburg. Bekannt wurde die Firma Anfang der 2000er-Jahre durch ihre Zugdrachen für die Schifffahrt, heute zählt der sogenannte Vessel-Performance-Manager (V-PER) zu den erfolgreichsten Produkten der Hanseaten. Mit seiner Hilfe lassen sich Aussagen darüber treffen, ob es Zeit ist für den Taucher mit dem Schrubber in der Hand.

„Die Rumpfreibung macht bei langsam fahrenden Schiffen, wie zum Beispiel Massengutfrachtern, etwa 80 % des Strömungswiderstandes aus. Deshalb können wir mit kleinen Verbesserungen am Rumpf Großes erreichen“, sagt Fritz. Den Kern des Monitoring-Systems V-PER bildet die Durchflussmessung von Treibstoff. SkySails bringt diese in Verbindung mit allen Faktoren, die den Brennstoffverbrauch beeinflussen.

Crews können voneinander lernen

Grundsätzlich gilt, dass langsam fahren der beste Weg ist, Kraftstoff zu sparen. Wer die Performance seines Schiffes analysieren will, muss den Verbrauch mit der herrschenden Hydrodynamik in Einklang bringen. Diese ist wiederum eine Mischung aus vielen Einzelfaktoren, die in V-PER einfließen: Geschwindigkeit, Ruderwinkel, Tiefgang, die Besonderheiten von Routen und Wetter sowie weitere Einflussfaktoren aus dem Betrieb. Liegen die hydrodynamischen Zusammenhänge sowie der reale Verbrauch vor, kann SkySails innerhalb einer Flotte Vergleiche unter Normbedingungen anstellen und Empfehlungen aussprechen. Solche Vergleiche sind aus dem Blickwinkel der Energieeffizienz auch deshalb sehr wichtig, damit Crews voneinander lernen können. „Es gibt Reedereien, die haben einen positiven Wettbewerb ausgerufen und begleiten diesen mit entsprechenden Schulungen“, sagt Henning Kühl, Leiter Marketing und Business Development.

Performance-Monitoring-Systeme wie V-PER von SkySails (heller Monitor, Bildmitte) liefern wichtige Informationen, um den Schiffsbetrieb effizienter zu machen.

Daten sammeln und auswerten

V-PER arbeitet während des Betriebs an Bord mit einem eigenen Durchflussmesser, der den Treibstoffverbrauch misst. Sämtliche Daten, die dazu beitragen können, den Verbrauch normiert zu beurteilen, erhebt SkySails an Bord entweder selbst oder bedient sich der Daten, die vorhandene Systeme liefern. Der Tiefgang lässt sich etwa aus dem Ladungsrechner ableiten, die Geschwindigkeiten über Grund und im Wasser liegen in der Navigationsanlage vor. Dies sind nur zwei Beispiele von Funktionen, die Einzug halten in das Performance-Monitoring-System. Damit die Daten zur Verfügung stehen, nutzt SkySails das WAGO I/O System 750 als zentrale Schnittstelle und Gateway.

Je größer der Widerstand des Schiffskörpers, desto höher der Verbrauch – mit Big Data lässt er sich überwachen und optimieren.

Flexibel und robust

Die Hamburger haben sich vor allem aus Gründen der Flexibilität und Robustheit für das WAGO System entschieden. „Ich nutze gern die Universal-Trennverstärker mit dem 4-20mA-Analogeingang. Damit geht ganz viel“, erzählt Mario Ladwig, Leiter Auftragsentwicklung & Services. Sind andere Signalformen gefragt, nutzt SkySails die entsprechend passenden Funktionskarten aus dem WAGO I/O System. „Ich bin auf diese Weise sehr flexibel im Projekt, kann den Schaltschrank vorplanen und bin dennoch in der Lage, noch recht spät auf die Wünsche von Reedern einzugehen. Anpassungen sind sehr gut in die Software integrierbar.“ Für Steven Boneß, Einkaufsleiter bei SkySails, spielte bei der Evaluation des Lieferanten vor allem die Zuverlässigkeit der Technik eine herausragende Rolle. „Jede Reklamation auf einem Seeschiff ist extrem teuer. Deshalb muss alles trotz der salzhaltigen Luft und stetiger Vibrationen zuverlässig funktionieren. Die WAGO Baugruppen tun das seit Jahren – es gibt keine Probleme!“

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Hohe Betriebssicherheit an Bord

Auch bei Stromausfällen ist auf das WAGO I/O System 750 absolut Verlass. „Sie sind auf einem Schiff keine Seltenheit und treten dann auf, wenn ein Generator, der das Bordnetz versorgt, aufgrund einer Überlast in die Knie geht“, erklärt Falko Fritz. Nach einem Netzausfall, der durchaus eine viertel Stunde dauern kann, müssen beim SkySails-System alle Sensoren und auch die Verknüpfungen zu anderen Systemen wieder richtig hochfahren, was in der Umsetzung durchaus eine Herausforderung darstellt. Das WAGO I/O System ist klassifikationskonform batteriegepuffert und überbrückt somit Störungen, bis das Bordnetz wieder stabil zur Verfügung steht – denn gerade die Ausfallmomente sind ja für spätere Analysen interessant.

Möglichst sparsam und klimaschonend unterwegs zu sein, ist ein wesentliches Ziel der Reedereien.

Fünf Prozent weniger Verbrauch

Wer sein Schiff mit V-PER optimiert, profitiert schnell: Laut SkySails lassen sich mit dem System durchschnittlich fünf Prozent Brennstoff einsparen. In Geld ausgedrückt: Verbraucht ein mittelgroßes Containerschiff 40 Tonnen Treibstoff am Tag und ist 250 Tage auf See, sind dieses 10.000 Tonnen zu 500 Dollar – also fünf Millionen Dollar im Jahr. Werden davon 5 % gespart, also 250.000 Dollar, übersteigen die Einsparungen allein in einem Jahr die Investitionskosten für V-PER bei weitem, heißt es bei SkySails. Belegen ließen sich diese Zahlen mit Erfahrungen von aktuell mehr als 120 Schiffen, die mit diesem System arbeiteten.

Die Vorteile von V-PER im Überblick:

  • Schnelle Performance-Analyse

  • Einfacher Flottenvergleich

  • Flexible und robuste Hardware

Fazit

Mit dem Performance-Monitoring-System ist in Hamburg eine Lösung entstanden, die aufgrund umfassender Daten wertvolle Informationen liefert. Diese lassen sich umgehend für Betriebsanpassungen verwenden sowie für Trendanalysen und längerfristige Effizienzverbesserungen. Ist so eine auf der Hardwareplattform des WAGO I/O System 750 aufgesetzte Lösung erstmal auf einem Schiff installiert, stellen die Reedereien nach Erfahrung von SkySails häufig fest, wie viele Informationen über den effizienten Schiffsbetrieb vorher nicht vorlagen und wie schnell sich Einsparungen rechnen.

Text: Steffen Friedrich, Global Key Account Manager Marine & Offshore bei WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
Fotos: SkySails

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