Schnelles Laden für das erste vollelektrische Schleppschiff in den USA

Der Hafenschlepper eWolf ist nicht nur der erste vollelektrische Schlepper in der Crowley-Flotte, sondern auch der erste seiner Art in den USA. Weil er ausschließlich mit Batterien anstelle von Dieselmotoren betrieben wird, kann er seine Arbeit am Hafen von San Diego emissionsfrei und nahezu geräuschlos verrichten. Ausgestattet mit einem integrierten elektrischen Antriebssystem, zu dem auch ein 6,2-MWh-Energiespeichersystem gehört, kann das Schiff einen ganzen Tag lang mit einer einzigen Ladung betrieben werden.

Damit das möglich ist, braucht es auch eine zuverlässige Landstrominfrastruktur, die einen schnellen Anschluss und eine schnelle Trennung vom Ladesystem zum Aufladen der Schiffsbatterien ermöglicht. Für eWolf bedeutete das, ein spezielles Stecker- und Kabelfördersystem zu entwickeln, das mehrere anspruchsvolle technische Anforderungen erfüllt und gleichzeitig eine zuverlässige und unterbrechungsfreie Stromversorgung bietet.

Schnelligkeit steht bei den Anforderungen an das System an erster Stelle. Denn Schlepper haben nur eine begrenzte Ladezeit, und die Betreiber müssen den Strom so effizient wie möglich an- und abschalten. Wenn solche Schiffe andocken, müssen die Kabelsysteme sofort Strom liefern. Sobald der Ladevorgang abgeschlossen ist, muss das System die Stromzufuhr schnell unterbrechen, damit der Schlepper seinen Dienst sofort wieder aufnehmen kann.

Ausgelegt auf ein Megawatt DC Charging System, muss das Fördersystem ein sicheres Handling großer Kabel und Stecker gewährleisten. Zudem muss es den Tidenhub des Hafens von San Diego berücksichtigen und sicherstellen, dass immer genügend zusätzliches Kabel zur Verfügung steht, um den Tidenhub zu durchlaufen. Dabei dürfen allerdings keine Kabelschleifen entstehen, die in die Arbeitsbereiche am Kai hineinragen und die dortigen Arbeiten stören. Um das zu verhindern, braucht es ein platzsparendes System, ausgestattet mit speziellen Kabeln, die eine Bewegung mit sehr engen Biegeradien problemlos mitmachen.

Um ein optimal angepasstes System zu finden, holte Crowley unsere Landstrom-Experten an Bord. Für igus war die Entwicklung für den eWolf ein einzigartiges Forschungs- und Entwicklungsprojekt, bei dem Synergien verschiedener Parteien – des Batteriesystemherstellers, der Schiffskonstrukteure, des Ladesystemteams und des Hafenteams – zusammenflossen. igus arbeitete auch eng mit Sicherheitsexperten zusammen, die das System für Meeresumgebungen qualifizieren und sicherstellen mussten, dass es seismischen Ereignissen und Stürmen standhält.

Die Lösung ist ein maßgeschneidertes Kabelmanagementsystem auf Basis des e-dispenser Landstrommoduls. Zwei igus Kernprodukte sind in dem System enthalten: Erstens die dreidimensional bewegliche triflex e-kette in der Heavy-Duty-Variante TRHD.142.300.0, die sich durch eine besonders hohe Bruchkraft und eine gute Wärmeabfuhr auszeichnet – wichtig bei Leitungen mit hohem Stromfluss. Zweitens kommen in der Kette chainflex Motorleitungen zum Einsatz, deren Torsionsfähigkeit und kleine Biegeradien ideal für die Anwendung sind.

Die langlebigen und zugleich flexiblen chainflex Leitungen und e-ketten können rauen maritimen Bedingungen, einschließlich Salzwasser und extremen Temperaturen, standhalten. Sie werden außerdem für mehr als 10 Millionen Zyklen getestet, um langfristige Zuverlässigkeit und Effizienz zu gewährleisten. Wie alle igus Landstromlösungen ist der e-dispenser so konstruiert, dass er alle Normen der IEC 80005-1, Anhang D - 6,6kV, 7,5MVA erfüllt und die EU-Maschinenrichtlinie 2006/42/EC einhält. Für eine lange Lebensdauer in der maritimen Umgebung verfügt er über das gleiche Korrosionsschutzsystem, das auch in der Offshore-Industrie verwendet wird, sowie über die Schutzart IP67 für alle elektrischen Komponenten.

Über ein Förderrad mit Kettenführung bewegt sich die e-kette vom Magazin über den Ausleger vor- und zurück. Durch den kompakten Aufbau ragt nichts in den Kai hinein, was dort andere Arbeiten behindern könnte. Weil das System ohne Schleifkontakte arbeitet, wird der Schlepper zuverlässig und unterbrechungsfrei mit Strom versorgt. Der Kabeleinzug und -auszug funktioniert schnell und reibungslos, für das Verbinden und Abkoppeln vom eWolf braucht es jeweils nur etwa zwei Minuten.

Auch bei der Installation des e-dispensers freute sich Crowley über Schnelligkeit: igus lieferte das gesamte System vormontiert in einem einzelnen Open-Top-Container, wobei der Ausleger zum Transport heruntergeklappt wurde. Vor Ort brauchte es nur einen Kraneinsatz, um die komplette Einheit aus dem Container zu heben und auf dem Fundament zu positionieren. Die weiteren Montageschritte bestanden nur noch darin, den Standort der Bedienstationen auszuwählen und die Landstromkabel anzuschließen.