Emissionen verringern.
Zukunft schaffen.
Warum?
Hintergrund
Emissionen in der Schifffahrt zu reduzieren, ist das Gebot der Stunde.
Das Projekt „FlettnerFLEET“ verfolgt das Ziel, die Flettner-Technologie in Deutschland für eine breite Anwendung in der nationalen und internationalen Schifffahrt weiterzuentwickeln und mit diesem Windzusatzantrieb einen Beitrag zum Klimaschutz in der Schifffahrt zu leisten.
Dahinter steht die steigende Notwendigkeit, in der Schifffahrt verstärkt innovative klimaschonende Technologien zum Einsatz zu bringen. Die Weltschifffahrtsorganisation (IMO) arbeitet derzeit an einer Strategie, um den weiterhin ansteigenden CO2-Ausstoß der Welthandelsflotte möglichst schnell zu reduzieren und bis zum Jahr 2050 um mindestens 50 Prozent zu senken. Darüber hinaus wird eine vollständige Dekarbonisierung der Schifffahrt so früh wie möglich in diesem Jahrhundert angestrebt. Der von der EU initiierte „European Green Deal“ setzt bereits frühere und ambitioniertere Ziele. Bis 2030 sollen die CO2-Emissionen im Rahmen des Programms „Fit for 55“ um mindestens 55% reduziert werden bezogen auf die Schiffsemissionen in 1990.
Auch wenn noch viele Umsetzungsdetails der politischen Strategien und Programme offen sind, so ist bereits klar, dass neue technologische Wege gegangen werden müssen, sowohl mit inkrementellen als auch radikalen Innovationen. Hier liegen Windzusatzantriebe, also die unmittelbare Nutzung der Windenergie für den Schiffsvortrieb einerseits „seit Jahrtausenden“ auf der Hand und das hohe Potenzial auf See ist hinlänglich bekannt. Andererseits benötigt die Schifffahrt in diesem Bereich innovative Technologien, die alle wichtigen Anforderungen des modernen Schiffbaus und -betriebs erfüllen. Hier haben Flettnerrotoren in verschiedenen Pilotprojekten bereits ihre grundsätzliche Eignung als Windzusatzantrieb für moderne Handelsschiffe gezeigt.
Ziele
Entwurfsgrundlagen für Frachtschiffe mit Flettnerrotoren schaffen
Weiterentwicklung der Flettnerrotortechnologie
Umfassende Messdatenerfassung für eine breite Datengrundlage
Was?
Flettnerflotte
Maßnahmen
MS Annika Braren und MS E-Ship1 als Datengeberinnen
Datenbasis für Weiterentwicklung von Rotortechnologie & Schiffsentwürfen
Vorreiterin des Projektes ist die mit einem Flettnerrotor aus Leer bestückte ehemalige „MS Fehn Pollux“. Weitere Rotorschiffe wie die „MS E-Ship1“ sowie die „MS Annika Braren“ werden ebenfalls in die Datengrundlage des Projektes im Zuge von Messkampagnen aufgenommen. Dazu werden die bestehenden Messsysteme an Bord überprüft und gegebenenfalls angepasst, um die relevanten Daten der Rotoren erfassen zu können. Entsprechende Analysen werden dazu beitragen, die Flettnerrotortechnologie gezielt zu optimieren und die geplanten Schiffsentwürfe auf das Zusammenspiel zwischen Flettnerrotoren und dem System Schiff zu entwickeln.
Weiterentwicklung Flettner-Rotortechnologie
- Optimierung der Rotorgeometrie und -mechanik
- Untersuchung alternativer Materialien
- Vorbereitung einer industriellen Rotorfertigung
- Analyse und Abgleich mit bestehenden Regelwerken
Mit Hilfe der erfassten Messdaten wird der Betrieb und die Konstruktion der Rotoren optimiert. Dazu werden die bestehenden Konstruktionen analysiert und Verbesserungen entwickelt. Darüber hinaus wird auch nach einer kosteneffizienten und flexiblen Fertigungsweise gesucht. Ziel ist es, die Fertigungskompetenz in Deutschland aufzubauen und langfristig zu halten.
„Eine gute Datenbasis ist ein wesentliches Element für Weiterentwicklungen. Hier bringen wir unsere Kompetenz und Erfahrung aus der Windkraftindustrie ein, um die Flettnerrotortechnologie nach vorne zu bringen!“
Paul Feja
Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme
Hintergrund
Ralf Ottmanns
ECO FLETTNER GmbH
„Die überaus positiven Ergebnisse dieser Prototypeninstallation werden nun genutzt, um die Technologie weiterzuentwickeln. Wir haben mit dieser Installation bereits eine gute Datenbasis für anstehende Optimierungsschritte vorliegen, die wir nun noch weiter ausbauen müssen“
Neue Flettner – Rotorschiffe
Entwicklung von Entwurfsgrundlagen
Hydrodynamisch optimale Unterwasserschiffe
Aerodynamisch angepasste Überwasserschiffe
Aufeinander abgestimmtes Antriebskonzept
Mit dem Projekt soll eine umfassende Methodik für den Entwurf von Schiffen mit Flettnerrotoren entwickelt werden, um eine breite Anwendung der Technologie in der Schifffahrt zu ermöglichen. Dazu werden verschiedene Schiffstypen im Projekt gemeinsam mit den beteiligten Reedereien untersucht und entsprechend ihrer Eigenschaften auf den Betrieb mit Flettnerrotoren hin optimiert. Im Nachgang des Projektes werden die Ergebnisse so besser auf konkrete Schiffsentwürfe übertragbar sein.
„Für den Schiffsentwurf wird eine Kombination von numerischen Modellen und physikalischen Modellversuchen genutzt, um aussagekräftige Ergebnisse liefern zu können.“
Dr. Jochen Marzi
Hamburger Schiffsversuchsanstalt
Weiterentwicklung Assistenz- und Monitoringsysteme
- Erweiterung des Wetter-Routings für einen effizienten Betrieb
- Manöversimulation zur besseren Vorhersage des Rotorschiffverhaltens
- Aufbau eines Reallabors anhand eines skalierten Rotors
- Schiffsführungssimulation für den sicheren Betrieb
Als weiterer Baustein wird im Projekt daran gearbeitet, die Routenplanung für Rotorschiffe so zu optimieren, dass die Schiffe den Wind optimal nutzen können. Hierbei sollen jedoch keine unnötigen zusätzlichen Strecken zurückgelegt werden, um den Zeitplänen gerecht zu werden. Darüber hinaus ist es wichtig, dass die Steuerung der Rotoren so einfach wie möglich gehalten wird, die Systeme dabei aber einen hohen Grad an Autonomie und Intelligenz besitzen. Nur so können sie möglichst viel in Betrieb sein und dadurch Kraftstoff einsparen. Eine gute Abstimmung der Einheiten aufeinander muss gegeben sein, um weitere Kraftstoffeinsparungen möglich zu machen.
„Mit den Weiterentwicklungen im Bereich der Assistenz- und Monitoringsysteme erhöhen wir nicht nur die Effizienz der Schiffe, sondern vereinfachen die Bedienung noch mehr und erhöhen die Zuverlässigkeit der Flettnerrotorschiffe!“
Prof. Kapt. Michael Vahs
Hochschule Emden-Leer
Wie?
Funktionsprinzip
Wer?
Konsortium
Partner
abh INGENIEUR-TECHNIK GmbH
FlettnerShipDesign I/II
Entwicklung optimierter Antriebskonfigurationen für Flettnerrotor-Schiffe
HB Hunte Engineering GmbH
FlettnerShipDesign I/II
Entwicklung optimierter Antriebskonfigurationen für Flettnerrotor-Schiffe
Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt GmbH
FlettnerFlow
Entwicklung der Grundlagen für einen ganzheitlichen, aero- und hydrodynamischen Entwurf von Rotorschiffen
Bureau Veritas
FlettnerCertification
Entwicklung und Validierung neuer Richtlinien für Flettnerrotor-Schiffe
SCHOTTEL GmbH
FlettnerRotorDesign
Entwicklung wirtschaftlicher Konstruktions- und Herstellungsverfahren der Flettnerrotortechnologie
IBK-fibertec GmbH
FlettnerMaterials
Entwicklung kostenoptimierter Flettnerrotoren mit nachhaltigen Materialien
Dirks Elektrotechnik GmbH
FlettnerControl
Entwicklung und Validierung neuer Flettnerrotor-Analysesysteme und -steuerungen
Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES
FlettnerTwin
Entwicklung und Validierung eines Konzepts für eine ganzheitliche Rotorschiffsteuerung
MARIKO GmbH
FlettnerLCA
Bewertung der Nachhaltigkeit der Flettnerrotortechnologie über den gesamten Lebenszyklus
Hochschule Emden/Leer
FlettnerSimulation
Entwicklung wirtschaftlicher Konstruktions- und Herstellungsverfahren der Flettnerrotortechnologie
Assoziierte Partner
