In diesem Artikel untersucht Paul Brickman von Crestchic, dem weltweit führenden Hersteller von Lastbänken für Leistungstests im Schiffssektor, wie sich der Markt und seine Bedürfnisse verändern.

Deckung des Strombedarfs von „Superschiffen“

In jüngster Zeit hat die Größe von Seeschiffen für den Transport von Produkten, die Freizeitgestaltung sowie die Exploration und Produktion von Öl und Gas massiv zugenommen. Da diese Schiffe immer größer werden, wächst auch ihr Strombedarf, ebenso wie die Komplexität der Bordsysteme. Moderne Seeschiffe enthalten häufig komplexe Antriebs-, Produktions- und Umweltunterstützungssysteme, die über lange Zeiträume zuverlässig funktionieren müssen, oft Hunderte, wenn nicht Tausende von Kilometern vor der Küste. Die Sicherstellung der Verfügbarkeit von Strom für diese Systeme ist eine wichtige Funktion, um sicherzustellen, dass wichtige Dienste ununterbrochen ausgeführt werden können. Daher ist es besonders wichtig, vor dem Start zuverlässige Tests von Stromversorgungen durchzuführen.

In den 1940er Jahren wandelte sich die Welt vom Kolonialismus zur Globalisierung. Diese Bewegung ging mit einem rasch wachsenden Handel und der Notwendigkeit wirksamer Transportmittel einher, die die erste treibende Kraft bei der Entwicklung von Seeschiffen waren. 70 Jahre schneller Vorlauf und wir haben jetzt unterschiedliche Triebkräfte für das Wachstum und die Entwicklung dieser Schiffe. Der Grund für die jüngste Zunahme der Größe von Containerschiffen ist beispielsweise die Skaleneffizienz. Wenn Sie mehr Produkte auf Containerschiffen montieren und weniger Fahrten unternehmen, sparen Sie zwangsläufig Geld. Eines der größten Containerschiffe der Welt, die MSC Zoe, ist 396 m lang und kann über 19.000 20-Fuß-Einheiten (TEU) oder Versandcontainer befördern, wie die meisten Menschen sie kennen. Einfach ausgedrückt ist der Transport von Fracht viel billiger, wenn Sie große Mengen gleichzeitig bewegen.

Da Schiffe immer größer und komplexer werden, werden sich die Stromversorgungssysteme weiterentwickeln und die Notwendigkeit von Tests wird eine absolute Notwendigkeit bleiben.

Jede Offshore-Stromerzeugungseinheit ist ein komplexes System oder eine Reihe von Systemen, die zusammenarbeiten, um mehrere Funktionen gleichzeitig auszuführen. Das Herzstück des Systems ist der Generator oder das Aggregat. Dies kann aus mehreren Gasturbinen und / oder Dieselgeneratoren bestehen. Verschiedene diskrete Systeme und Komponenten wie Lichtmaschinen, Regler, Transformatoren und Schaltanlagen vervollständigen jedoch das Gesamtpaket.

Diese zusätzlichen Komponenten stammen normalerweise von verschiedenen Herstellern und sind normalerweise für die Schnittstelle mit einer Reihe von Marken, Modellen und Größen von Generatoren ausgelegt. Wie bei allen anderen mechanischen oder elektrischen Komponenten sind alle potenziell fehleranfällig und haben unterschiedliche Wartungsanforderungen, die zumindest regelmäßige Tests und Wartungen erfordern.

Schiffskategorien und deren Strombedarf

Schiffe können in eine Reihe von Kategorien fallen, die alle unterschiedliche Verwendungszwecke und Leistungsanforderungen haben. Kreuzfahrtschiffe benötigen beispielsweise massive Elektroinstallationen, um die Einkaufszentren, Unterhaltungszentren, Bars und Restaurants an Bord mit Strom zu versorgen. Eines der größten Kreuzfahrtschiffe der Welt, die Allure of the Seas von Royal Caribbean, ist 362 m lang. Das Schiff stellt einen neuen Weltrekord für die meisten Passagiere auf, die untergebracht werden können. Es bietet Platz für 6.360 Passagiere, 2.200 Besatzungsmitglieder und verfügt über 25 Restaurants und 24 Passagierlifte.

Im Vergleich dazu haben Militärschiffe auch einen hohen Strombedarf, um komplexe Antriebs-, Lebenserhaltungs- und Waffensysteme zu betreiben. Der Ausfall dieser Systeme im Betrieb kann verheerende Auswirkungen haben. Daher ist es äußerst wichtig, strenge Tests durchzuführen.

Andere Schiffstypen sind Auto- und Passagierfähren, Öltanker, Atomschiffe und Fischereifahrzeuge, alle mit spezifischen Leistungsanforderungen. Diese Systeme müssen auch unter härtesten Bedingungen mit voller Leistung arbeiten können, wobei alle Komponenten zusammenarbeiten, um ihre individuellen Aufgaben zu erledigen

Die Probleme, die durch die größere Schiffsgröße entstehen

Der Betrieb dieser riesigen Schiffe erfordert komplexe elektrische Systeme, die korrekt und gründlich getestet werden müssen. Die durch diese Betriebsstufe verursachten Belastungen können jedoch nicht durch diskrete Tests der zahlreichen Einzelkomponenten eines Systems simuliert werden: automatische Übertragungsschalter, Schaltanlagen, Lastverteilungszentren, Spannungsregler, Lichtmaschinen, elektrische Kabel und Steckverbinder, Lüftung, Kühlsysteme und Kraftstoff Systeme.

Während die Generatoren möglicherweise im Werk getestet wurden, können die Variablen ihrer Wechselwirkung mit anderen parallel geschalteten Stromerzeugungseinheiten, das Lastprofil, die Umgebungstemperatur, die Luftfeuchtigkeit, der Kraftstoff, die Abgase und die Kühlsysteme durch die Installation erheblich beeinflusst werden.

Ein systemweiter Test ist daher die einzige Möglichkeit, um sicherzustellen, dass die einzelnen Komponenten eines Stromerzeugungssystems harmonisch zusammenarbeiten, sei es für kontinuierliche Produktionsanforderungen oder in Notfallsituationen.

Hauptmotoren und Generatoren an Bord dieser Schiffe benötigen eine konstante und zuverlässige Stromversorgung, um sie am Laufen zu halten. Elektrisch angetriebene Pumpen saugen kaltes Wasser aus dem Ozean an, um Motoren zu kühlen, und fördern Kraftstoff von Kraftstofftanks zum Motor. Elektrische Energie ist für viele Betriebsfunktionen von entscheidender Bedeutung – ohne sie kommen Schiffe buchstäblich zum Stillstand.

Große Geräte wie Antriebsmotoren und Bugstrahlruder benötigen Hochspannungsstrom. Bei kleineren Maschinen (Kabinenbeleuchtung, Küchenausstattung) wird der Strom durch den Transformator geleitet und somit in eine niedrigere Spannung abgesenkt. Große Kabel schlängeln sich durch das ganze Schiff, um die elektrische Energie zu verteilen. Sie transportieren Strom von Generatoren zu Schalttafeln, durch Durchgänge, öffentliche Räume sowie Besatzungs- und Passagierkabinen.

Die korrekte und umfassende Prüfung dieser Systeme bei der Inbetriebnahme ist entscheidend, um einen störungsfreien Antrieb, eine störungsfreie Produktion, eine effiziente Stromerzeugung und die Sicherheit des Personals zu gewährleisten.

R + R – die Rolle von resistiven und reaktiven Tests

Ein resistiv-reaktiver Lasttest des Stromversorgungssystems einer Anlage kann die Reaktion des Systems auf sich ändernde Anforderungen an Lastmuster und Leistungsfaktor (pf) genau simulieren, wie sie beispielsweise unter realen Betriebsbedingungen oder im Falle eines Betriebs des Standby-Aggregats auftreten würden .

Widerstands-reaktive Lastbänke werden verwendet, um den Motor- / Turbinengeneratorsatz auf seine Nennleistung pf zu testen. In den meisten Fällen sind dies 0,8 pf. Die reaktive Komponente der Last hat einen Strom, der der Spannung „nacheilt“. Die resultierende Leistung wird in zwei Begriffen beschrieben: kW oder Wirkleistung und kVA oder Scheinleistung. Durch die Kombination von Widerstands- und Blindstrom in der Last kann die volle kVA-Leistung der zu prüfenden Generatorwicklungen geprüft werden. Obwohl das Aggregat mehr kVA produziert, produziert es tatsächlich nicht mehr kW. Die vom Motor / der Turbine benötigte „Wirkleistung“ (kW) ist im Wesentlichen gleich.

Die während der reaktiven Prüfung entwickelten induktiven Lasten veranschaulichen, wie ein bestimmtes System mit dem Spannungsabfall in seinem Regler umgeht, der bei der Parallelschaltung von Generatoren von größter Bedeutung ist. Der Test überprüft auch, ob dieser Regler ordnungsgemäß funktioniert. Wenn nicht, könnte sein Magnetfeld zusammenbrechen, wodurch der Generator unbrauchbar wird und andere Generatoren im System daran gehindert werden, effizient parallel zu arbeiten. Widerstandsreaktive Tests können auch zusätzliche Belastungen (und die Vorhersage anstehender Fehler) der Schaltanlagen, Lichtmaschinen und anderer Systeme eines Systems aufdecken, die bei Tests nur mit Widerstand nicht möglich sind.

Es ist klar, dass ein Verfahren, das sowohl reaktive als auch resistive Tests umfasst, weitaus umfassender und gründlicher ist als ein reiner resistiver Test, der die Bedingungen, denen man unter realen Bedingungen wahrscheinlich ausgesetzt ist, genauer nachbildet und so eine potenzielle Quelle von a leichter identifiziert Problem. Sorgfältig durchgeführte reaktiv-resistive Tests sind daher die einzige Möglichkeit, den Betrieb von Vollzeit- oder Notstromsystemen zu gewährleisten.

Abgesehen von der Inbetriebnahme, die ausnahmslos an Land durchgeführt wird, haben Ladebänke andere Verwendungszwecke für große Schiffe. Fest installierte Lastbänke ermöglichen die Integration umfassender Tests in die Wartungsverfahren insbesondere von Notfallsystemen. Übergroße Generatoren können durch regelmäßige Sitzungen mit Volllastanwendung von Kohlenstoffablagerungen befreit werden, um eine zuverlässige Leistung zu gewährleisten, wenn sie für bestimmte Produktionszyklen oder einen Notfall benötigt werden.

Was hält die Zukunft bereit ?

Die Notwendigkeit, diese Systeme zu testen, wird vom American Bureau of Shipping (ABS), einer Klassifizierungsgesellschaft, mit dem Ziel unterstützt, die Sicherheit von Leben, Eigentum und natürlicher Umwelt zu fördern, vor allem durch die Entwicklung und Überprüfung von Standards für das Design. Bau und betriebliche Instandhaltung von maritimen Einrichtungen.

Alle großen Schiffsklassifizierungsunternehmen werden angesichts des jüngsten Wachstums in der Branche mehr denn je ein genaues Auge auf kompetente Tests haben. Auf allen Ebenen der Schiffbaureise des Schiffseigners, des Schiffbauers und des Schiffsversicherers müssen alle Parteien sicherstellen, dass die Stromversorgung des Schiffes angemessen getestet wurde, um eine Katastrophe zu vermeiden.

ENDET

Crestchic wurde 1983 gegründet und ist einer der weltweit führenden Spezialhersteller von Lastbänken, die zur Prüfung von Stromversorgungen unter den anspruchsvollsten Klima- und Umweltbedingungen auf sieben Kontinenten eingesetzt werden. Das Unternehmen ist an Standorten in Großbritannien, Nordamerika, China, Singapur, den Niederlanden, Frankreich, Deutschland und den Vereinigten Arabischen Emiraten tätig und steht an der Spitze von Innovation und Design. Das Unternehmen verfügt über florierende Verkaufs- und Vermietungsaktivitäten und einen treuen und wachsenden Kundenstamm weltweit. Weitere Informationen erhalten Sie unter +44 (0) 1283 531645.