Gottwald: der erste Hybridantrieb für Hafenmobilkrane

[Bauforum24 1.291]

Mit einem neuen Hybridantrieb zeigt Gottwald Port Technology GmbH, eine Tochtergesellschaft der Demag Cranes AG, dass verbesserte Energieeffizienz sowohl zum wirtschaftlichen als auch zum umweltfreundlichen Betrieb von Hafenmobilkranen beiträgt. So lassen sich laut Gottwald durch den Einsatz modernster Dieselaggregate in Verbindung mit variablen Bremswiderständen und Kurzzeitenergiespeichern Kraftstoffeinsparungen im zweistelligen Prozentbereich erzielen.

Hafenmobilkran Modell 6 im Containerumschlag. An einem Kran
gleicher Bauart hat Gottwald einen neuen Hybridantrieb getestet.

Das ist das Ergebnis umfangreicher Tests an einem diesel-elektrischen Modell 6 Kran, die Gottwald, der einzige Anbieter von Hafenmobilkranen mit elektrischer Antriebstechnologie, gerade abgeschlossen hat. Damit verbessert Gottwald insbesondere den Wirkungsgrad für diejenigen Hafenmobilkrane, die aufgrund mangelnder Kaiinfrastruktur nicht an externe Stromquellen angeschlossen werden können. Terminalbetreiber haben somit die Möglichkeit laut Hersteller Kraftstoffverbrauch und -kosten sowie Abgasemissionen nachhaltig zu senken. Zudem verschafft Gottwald den Betreibern gravierende Vorteile bei der Vergabe von Terminalkonzessionen.

Diesel-elektrische Hafenmobilkrane

Seit langem ist es bei Einsatz elektrischer Antriebstechnologie möglich, die aus Verzögerungsbewegungen zurück gewonnene Energie dem internen Stromnetz des Krans wieder zuzuführen. Haben allerdings andere Stromverbraucher im Krannetz gleichzeitig keinen Energiebedarf, wird die überschüssige Energie in Bremswiderständen dissipiert, also in Wärme umgewandelt. Wurden diese Widerstände bisher nur in groben Stufen zugeschaltet, verbessert nun der Einsatz variabler Bremswiderstände die Energiebilanz deutlich.

Angesichts der Forderung nach weiterer Verbesserung des Wirkungsgrads hat Gottwald einen Hybridantrieb entwickelt, der einen Kurzzeitenergiespeicher einschließt, der zurück gewonnene Energie speichert und dem Krannetz für den nächsten Arbeitszyklus zur Verfügung stellt. Die Widerstände kommen nur noch bei Überschreitung der Kapazität des Speichers zum Einsatz.

Auswahl eines geeigneten Kurzzeitspeichersystems

Hafenmobilkrane arbeiten mit schnellen Lastwechseln verbunden mit diskontinuierlichen Senk-, Hebe- und Drehbewegungen einschließlich der zugehörigen Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge. Daher sind Speicher erforderlich, die schnelle Leistungsaufnahme und -abgabe sowie hohe Zyklusrate bei rauem Kranbetrieb zulassen. Entsprechend hat Gottwald mechanische, elektrochemische und elektrostatische Kurzzeitspeicher untersucht. Die Anforderungen erfüllen elektrostatische reibungs- und verschleißlose Doppelschicht-Kondensatoren (Ultracaps) mit typischen Lade- bzw. Entladezeiten von max. 30 s im vorliegenden Betrieb und einer Lebensdauer von 1 Mio. Zyklen. Der besondere Vorteil:
Die Energiespeicherung erfolgt rein elektrisch ohne Energieumwandlung und daher mit besonders hohem Wirkungsgrad.

Pilotprojekt bestätigt Nachhaltigkeitscharakter

Der für das Pilotprojekt eingesetzte Hafenmobilkran G HMK 6407, eine Variante von Modell 6, wird in einem Seehafenterminal für den Umschlag von vollen und leeren Containern sowie Fruchtpaletten ca. 4.000 Stunden pro Jahr eingesetzt. Das Umschlaggerät verfügt über eine maximale Traglast von 100 t, Hubgeschwindigkeiten bis zu 90 m/min und eine installierte Dieselmotorleistung von 895 kW. Während der Testphase, die sich der Umrüstung des Krans auf variable Bremswiderstände und der Installation der neuen Doppelschicht-Kondensatoren anschloss, konnte der Nachweis erbracht werden, dass sich Kraftstoffeinsparungen im zweistelligen Prozentbereich realisieren lassen. Zudem trug die größere Laufruhe des Dieselmotors zur Reduzierung der Schallemissionen bei.

Potenziale grüner Technologien weiter ausschöpfen

Neben der Ausstattung von Neukranen wird Gottwald Betreibern von Hafenmobilkranen Umrüstungspakete (Upgrades) für umweltschonende und Betriebskosten senkende variable Bremswiderstände sowie Hybridantriebe zur Verfügung stellen. Besonders interessant ist die neue Antriebstechnologie dabei für Betreiber von Hafenmobilkranen mit ähnlicher Betriebsdauer und -art wie beim Prototypen sowie für Hafenmobilkrananwendungen im intensiven Containerumschlag oder im professionellen Schüttgutumschlag, wo sie als 4-Seilgreifervariante und ausgerüstet mit zwei Hubwerken nicht selten 6.000 Stunden p.a. im Einsatz sind. Darüber hinaus besteht seitens Gottwald mittelfristig das Ziel, durch die Nutzung der neuen Antriebstechnologie auch kleinere bordseitige Verbrennungsmotoren (sogenanntes Downsizing) einzusetzen, um weitere wirtschaftliche und ökologische Vorteile zu erzielen.

Grüne Antriebstechnologien von Gottwald

Unter dem Label ?Green Range Gottwald' entwickelt Gottwald grüne Technologien zur nachhaltigen Bewirtschaftung von Hafen- und Intermodalterminals. Bereits Mitte 2009 hatte das Unternehmen das erste batteriebetriebene Automated Guided Vehicle (AGV) vorgestellt und mittlerweile erfolgreich getestet. Mit dem neuen Hybridantrieb unternimmt Gottwald einen weiteren Schritt zur Verbesserung des elektrischen Antriebssystems von Hafenmobilkranen, der energieeffizientesten und daher im Hafen populärsten Antriebsart.

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Herstellerlink: www.gottwald.de

(Fotos: Gottwald)