MariShallow – Propulsionseigenschaften und Leistungsbedarf von Schiffen bei Fahrt im Seegang unter Flachwasserbedingungen
Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens MariData ist die Entwicklung eines Decision-Support Systems (DSS) für Seeschiffe. Das DSS dient dazu, den Treibstoffverbrauch durch sinnvolle Optimierungsstrategien, wie z. B. die Wahl der Fahrtgeschwindigkeit, des Trimms und der Ballastierung der Schiffe auf See und in Revier- und Flussgebieten, zu reduzieren. Das Projekt leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Energieeffizienz des Schiffsbetriebs und zur Verringerung von Emissionen. Das DST befasst sich in dem Kontext mit der Flachwasserhydrodynamik von Schiffen.
Numerische und experimentelle Methoden dienen der Ermittlung des Zusatzwiderstandes durch Flachwassereffekte unter realen Seegangsbedingungen. Zur Abbildung der ermittelten Zusammenhänge werden geeignete Ersatzmodelle für die Leistungsbedarfsprognose entwickelt und durch die Projektpartner in das DSS eingebettet. Zur Validierung der Methoden wirkt das DST bei der Durchführung von Großausführungsmessungen mit.
Exemplarischer Modellversuch mit einem Seeschiff in Wellen unter Flachwasserbedingungen.
Das Verbundprojekt koordiniert die Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt GmbH. Neben ihr sind neun weitere Partner involviert: AVL Deutschland GmbH, Friendship Systems AG, Technische Universität Berlin, Technische Universität Hamburg, 52°North – Initiative for Geospatial Open Source Software GmbH, Universität zu Lübeck, das Maritime Zentrum der Hochschule Flensburg, C. Büttner Shipmanagement und AVL Software & Functions. Zusammen mit assoziierten Reedereipartnern entwickelt das Konsortium ein Ersatzmodell zur Abbildung des Leistungsbedarfs.
Der Energieverbrauch von Handelsschiffen wird maßgeblich durch ihre hydrodynamischen Eigenschaften und die Systeme an Bord bestimmt. Zum Teil werden bis zu 90 % des Primärenergieverbrauchs für den Antrieb verwendet und müssen daher optimal gemanagt werden. Das Ziel von MariData ist daher die Entwicklung, Verbesserung und Klassifizierung von simulationsbasierten Modulen für das Energiemanagement von Schiffen. Eine sorgfältige Kombination aus modernsten maritimen Technologien und Erfahrungen sowie KI-basierten Instrumenten und Methoden sorgt für ein wegweisendes Produkt und ein ganzheitliches Schiffsenergie- und Betriebsmanagement.
Zusammen mit Geo-Informationen und einem „Decision Support System“ (DSS), das technische, ökonomische sowie Umweltdaten zusammenführt, werden Energieverbrauchsinformationen in eine Plattform integriert, die sowohl an Bord des Schiffes als auch landseitig von einer Reederei genutzt werden können. Die Plattform wird Online-Simulationen zur Entscheidungsunterstützung der Schiffsführung, wie auch Hilfestellung bei kurz-, mittel- und langfristigen Prognosen leisten. Entscheidungen im Zusammenhang mit dem Schiffsbetrieb werden somit erleichtert und verbessert.
Innovationen von MariData liegen in der genauen Bestimmung und Analyse des aktuellen Schiffswiderstands, der Propulsion und des jeweiligen Kraftstoffverbrauchs unter realistischen Betriebsbedingungen. Auf dieser Basis wird eine rationale Analyse der Einflüsse der Einzelkomponenten durchgeführt und somit die Qualität der Vorhersage und die Grundlage für Navigationsentscheidungen verbessert. Die Integration mit modernsten Geoservices hebt das geplante System auf eine neue Ebene. Hinzu kommen flexible Ansätze, fehlende Daten z. B. einer Geometrie schnell zu generieren und in die Analyse zu integrieren.
Informationen:
Projektlaufzeit:
- Dezember 2020 – November 2023
Projektleitung:
- Dipl.-Ing. Jens Ley
E-Mail: ley@dst-org.de
Tel.: 0203 99369-30
Projektkoordination:
- Gerrit Aßbrock M. Sc.
E-Mail: assbrock@dst-org.de
Tel.: 0203 99369-31
Verbundpartner:
- Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme e. V. (DST)
- AVL Deutschland GmbH
- AVL Software & Functions
- Carl Büttner Shipmanagement GmbH
- Friendship Systems AG
- 52°North – Initiative for Geospatial Open Source Software GmbH
- Technische Universität Berlin
- Technische Universität Hamburg
- Universität zu Lübeck
- Maritime Zentrum der Hochschule Flensburg
Das Vorhaben wird gefördert aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Rahmen des „Maritimen Forschungsprogramms“ unter dem Förderkennzeichen 03SX528C.
