Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung von Motormodellen für alternative Kraftstoffe und übergeordneten Regelungsstrategien für eingebettete hybride Antriebsanlagen

Schiffsantriebe mit Verbrennungsmotoren, die zukünftige gasförmige oder flüssige Alternativkraftstoffe (regenerativstrom- oder biomassebasiert) einsetzen, werden Schwächen in der Leistungsdynamik aufweisen. Um diese Schwächen zu kompensieren, werden die Verbrennungsmotoren mit elektrischen Komponenten (elektrischen Maschinen, ergänzt durch Batterien und andere Energiespeicher) hybridisiert. Aufgrund der Hybrid-Architektur entstehen unterbestimmte Systeme, die ihre Vorteile nur ausspielen können, wenn die Freiheitsgrade in Form geeigneter Regelungsstrategien sinnvoll genutzt werden.

In einem vorherigen Projekt wurden solche Architekturen in einer Systemsimulation umgesetzt. Die Motoren müssen jedoch hinsichtlich ihrer konstruktiven und betrieblichen Besonderheiten modelliert und in die Systemsimulation integriert werden, um deren Eigenschaften bei der Anlagenauslegung berücksichtigen und die Betriebsmodi der Anlage bzw. deren Regelungsstrategien optimieren zu können. Diesem Aspekt widmet sich das vorliegende Teilprojekt.

Das Institut für Verbrennungskraftmaschinen der TU Braunschweig ist zuständig für die Erstellung und Validierung von Modellen für Großmotoren, die zukünftige Kraftstoffe verbrennen. Die Arbeitsgruppe Schiffsmaschinenbau der TU Hamburg ist zuständig für die Einbindung in die und die Weiterentwicklung der Simulationsumgebung hybrider Schiffs-Antriebsanlagen.

Die Ergebnisse in Form einer Anwendersoftware werden in die KMU-dominierte Industrie (Schiffbau, Zulieferindustrie und Schiffsbetrieb) übertragen, um damit Hybridschiffe zu entwerfen, Komponenten und Anlagenautomation zu konfigurieren und das Manövrierverhalten vorhersagen zu können.