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Elektrischer Antrieb und elektrische Ausr├╝stung eines Rettungsboot f├╝r den Einsatz in explosionsgef├Ąhrdeter Umgebung

Bei diesem Schiffsneubau handelt es sich um den Prototyp eines eher ausgefallenen, aber ├Ąu├čerst interessanten und anspruchsvollen Projekts, n├Ąmlich dem Neubau eines Rettungsbootes f├╝r den Einsatz in explosionsgef├Ąhrdeter Umgebung.

Dieses Schiff soll im Gefahrenfall der Besatzung des Frachtschiffes die sichere Flucht aus dem Gefahrenbereich erm├Âglichen. Hierzu liegt das Schiff sofort einsatzbereit w├Ąhrend des Umschlagvorgangs l├Ąngsseits. Tritt jetzt eine gef├Ąhrliche Situation ein, z.B. ein Brand an Bord, so kann sich die Besatzung auf das Rettungsboot begeben und schnellstm├Âglich vom Gefahrenort entfernen und retten, auch wenn der Weg von Bord an Land verlegt ist..

Bedingt durch den Einsatzort in explosionsgef├Ąhrdeter Umgebung mu├č die gesamte Ausr├╝stung des Schiffes h├Âchsten Anspr├╝chen in Bezug auf Explosionsschutz   gen├╝gen und die ATEX Vorschriften erf├╝llen.

Damit scheidet z.B. eine konventionelle Antriebsanlage mit einem Verbrennungsmotor aus. Aber auch ein einfacher, handels├╝blicher Elelektroantrieb stellt keine L├Âsung dar, die Explosionsschutz- vorschriften w├Ąren hiermit nicht zu erf├╝llen, eine den Vorschriften entsprechende Ausf├╝hrung, z.B. vollst├Ąndige Kapselung w├Ąre zwar realisierbar, nur auf Grund der extrem hohen Kosten f├╝r die Pr├╝fung durch eine benannte Stelle bei der geringen St├╝ckzahl finanziell nicht darstellbar.

Fluchtboot_Antrieb_klein

drehbarer 10kW POD-Antrieb

Ausgehend von dieser Situation wurden wir vom Kunden beauftragt eine den Vorschriften entsprechende und finanziell tragbare L├Âsung zu entwickeln und anschlie├čend zu realisieren.

Um die Problematik einen den Explosionsschutzvorschriften entsprechenden Antrieb zu entwickeln zu umgehen haben wir einen Unterwasserflanschmotor (POD-Antrieb) vorgesehen, der drehbar in einem Motorbrunnen montiert wird.

Damit sind gleich mehrer wichtige Forderungen erf├╝llt:

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die nicht explosionsgsch├╝tzte Komponente “Motor” befindet sich absolut sicher und explosionsgesch├╝tzt vollst├Ąndig unter Wasser

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durch die drehbare Ausf├╝hrung mit einem sehr gro├čen Einschlagwinkel ist das Schiff ├Ąu├čerst man├Âverierf├Ąhig

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dadurch, dass der Antrieb in einem separaten “Brunnen” montiert wurde, kann die gesamte Einheit  leicht nach oben heraus gezogen werden und Wartungsarbeiten am Motor k├Ânnen ohne Kranen des Schiffes aufgef├╝hrt werden.

Selbstverst├Ąndlich gibt es ATEX-zertifizierte Batterien, z.B. f├╝r den Einsatz in Gabelstabler, nur haben diese zwei gravierende Nachteile. Zum Einen handelt es sich hierbei meist um gasende Batterien mit fl├╝ssiger S├Ąure als Elektrolyt und zum Anderen sind die Preise im Vergleich zu Leistung hierf├╝r exorbitant hoch.

Um die Problematik fehlende ATEX-Zertifizierung zu umgehen haben wir f├╝r den Batterieraum die zul├Ąssige Schutzart “├ťberdruckkapselung” gew├Ąhlt.

F├╝r die Traktion eigentlich ideal sind zyklenfeste  AGM-Batterien, die im Normalbetrieb weder gasen, kaum Selbstentladung besitzen, wesentlich h├Âhere Zyklenzahlen aufweisen, keine speziellen Wannen ben├Âtigen und insbesondere kosteng├╝nstiger sind. Nur leider kann im extremen St├Ârungsfall ein ├ťberdruck in den Batterien entstehen, das Sicherheitsventil ├Âffnen und Knallgas austreten, das aus dem gekapselten Raum nicht entweichen kann. Damit scheiden auch AGM-.Batterien aus.

Als absolut gasungsfreie L├Âsung haben wir uns daher f├╝r LiFeYPO4-Batterien entschieden.

Diese erfordern zwar h├Âhere Investitionskosten gegen├╝ber herk├Âmmlichen Batterien, sind durch die ca. 10 fache Lebensdauer (Zyklenzyhl ca. 6.000) ├╝ber die Einsatzdauer des Schiffes gerechnet wesentlich kosteng├╝nstiger als alle anderen L├Âsungen.

Den gleichen L├Âsungsansatz “├╝berdruckkapselung” haben wir f├╝r die gesamte elektrische Verteilung und Steuerung, Batterietrennschalter, Ladetechnik, Wechselrichter und das Motorsteuerger├Ąt gew├Ąhlt.

Damit k├Ânnen auch f├╝r alle anderen Bauteile, z.B. Sicherungen, Leitungsanschl├╝sse usw. Standardkomponenten verwendet werden und es m├╝ssen keine teuren speziellen ATEX-Bauteile, eingesetzt werden.

Abgesehen vom Kostenvorteil h├Ątte es z.B. das Motorsteuerger├Ąt nicht als ATEX-zertifiziertes Bauteil gegeben.

LIFePo$-Batteriebank

Batteriebank, 48V, 300Ah bestehend aus 16 St. 3,2V LiFeYPO4-Zellen aufgeteilt auf 2 in Reihe geschaltete 24V Einheiten. Batterieraum als gasdichte Zelle mit Schutzgasf├╝llung unter ├ťberdruck ausgef├╝hrt

Hauptverteilung

elektrische Verteilung und Steuerung sowie Ladetechnik in gasdichter Zelle mit Schutzgasf├╝llung unter ├ťberdruck eingebaut.

Lediglich die Bedien- und Anzeigeelemente am Fahrstand und f├╝r die Bet├Ątigung der hydraulisch bet├Ątigten Fluchttreppe m├╝ssen daher ATEX zertifiziert ausgef├╝hrt werden.

Fluchtboot_Fahrstand_klein

Fahrstand mit ATEX-konformen Anzeige- und Bedienelementen

Fluchtboot_24V-Verteilung_klein

Bedien- und Anzeige-elemente am Fahrstand in explosionsgesch├╝tzter Ausf├╝hrung

Neben diesen Kernkomponenten erhielt das Schiff nat├╝rlich weitere Ausr├╝stung, die vollst├Ąndig den Explosionsschutzbestimmungen entsprechen mu├čten. Unter anderem haben wir hierf├╝r eine am Markt nicht erh├Ąltliche Schwenk- und Drehhalterung f├╝r einen LED-Suchscheinwerfer konstruiert, aber auch weitere Standard-ATEX-Komponenten verbaut.

Zum Abschlu├č noch ein paar Impressionen vom Prototypschiff

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Redaktionsschlu├č 03.03.2020