[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Versorgung von in einem Hafen vorübergehend
ortsfest liegenden Schiffen mit Betriebsenergie nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
[0002] Wenn große Schiffe, wie Kreuzfahrtschiffe, Kühlcontainerschiffe oder andere, einen
Hafen anlaufen, benötigen sie auch während der Liegezeiten erhebliche Energiemengen,
insbesondere elektrische Energie, um den Schiffsbetrieb während der Liegezeit aufrechtzuerhalten.
Zwar wird während der Liegezeit keine Antriebsenergie benötigt, jedoch besteht auch
für Hilfsmaschinen, Kühleinrichtungen, Lade- oder Entladeeinrichtungen, Hotelbetrieb
etc. erheblicher Energiebedarf, der üblicherweise auf dem Schiff selbst erzeugt wird.
Als Energiequelle kommen dabei in der Regel Schiffskraftstoffe zum Einsatz, deren
Schwefelgehalt relativ hoch ist und deren Abgase damit die Umwelt erheblich belasten.
Gemäß einer MARPOL-Richtlinie soll der Schwefelgehalt von Schiffskraftstoffen zwar
stark reduziert werden, so dass die Schwefelbelastung in den Häfen verringert wird,
jedoch gibt es verstärkt auch Bestrebungen, den Schiffsbetrieb während der Liegezeiten
nicht mehr durch Schiffskraftstoffe aufrechtzuerhalten, sondern im Hafen verfügbare
Strom- und andere Energieversorgungssysteme zu nutzen.
[0003] Es sind zwei alternative Ansätze zur Versorgung von Schiffen mit elektrischer Energie
in der gegenwärtigen Diskussion. Einerseits können die Schiffe über eine Landstromversorgung
mit Betriebsstrom versorgt werden, wozu jedoch die Kaianlagen des Hafens mit Transformatorstationen
und elektrischen Verteilersystemen ausgestattet werden müssen, von denen elektrische
Energie an das Schiff übergeben werden kann. Sicherheitsaspekte, der zu berücksichtigende
Tidenhub und die Vielzahl der erforderlichen Anschlüsse führen jedoch zu beträchtlichen
Kosten für den Aufbau einer Landstromversorgung.
[0004] Ein anderer Ansatz besteht darin, auf am Kai angeordnete Versorgungen zu verzichten
und stattdessen die gewünschte Betriebsenergie eines Schiffes von einem schwimmfähigen
Ponton oder einer Barge (beide mit oder ohne eigenem/n Antrieb) zur Verfügung zu stellen.
Eine solche Barge kann flexibel je nach Bedarf einem Schiff zugeordnet werden und
dann, wenn sie nicht mehr benötigt wird, zum Liegeplatz eines anderen Schiffes überführt
werden. Die an das Schiff zu übergebende Betriebsenergie wird auf der Barge selbst
erzeugt, beispielsweise aus einer mit Flüssiggas betriebenen Generatoranlage, so dass
sich die Abgasemissionen, insbesondere kritische Stickoxyde und Schwefeldioxyde sowie
Dieselpartikel und CO
2 erheblich verringern lassen.
[0005] Neben einem gasbetriebenen Generator weist eine solche Barge auch davon unabhängige
Eigenantriebe auf, die vorzugsweise mit Marinegasöl oder Gas betrieben werden. Damit
lässt sich ein schnelles und eigenständiges Entfernen einer solchen Barge von dem
zu versorgenden Schiff erreichen, wenn dies z.B. im Notfall erforderlich ist.
[0006] Die Übergabe von Betriebsenergie an das zu versorgende Schiff erfolgt insbesondere
durch einen elektrischen Versorgungsanschluss, d.h. eine Kabelverbindung zwischen
der Barge und dem zu versorgenden Schiff. Zusätzlich zur elektrischen Energieversorgung
ist es auch möglich, das Schiff mit flüssigem oder gasförmigem Erdgas zu versorgen.
Darüber hinaus ist es möglich, dampfförmige Energie zu Heizzwecken zur Verfügung zu
stellen.
[0007] Aus der
EP 2 092 177 B1 ist bereits eine schwimmfähige Hafenstromversorgung für eine Versorgung von Schiffen
im Hafen mit externer Energie bekannt, welche eine Verbrennungskraftmaschine und einen
von dieser angetriebenen Generator zur Stromerzeugung für das Schiff enthält, welche
zusätzlich eine Wärmekopplungseinrichtung zur Übertragung von Abgaswärme der Verbrennungsmaschine
und zur Versorgung des Schiffes mit erwärmtem Fluid umfasst. In der Beschreibung dieser
Druckschrift ist eine Vielzahl von Optionen angegeben, wie die Energieübertragung
optimiert werden kann.
[0008] Um eine solche Barge einzusetzen, macht diese entweder unmittelbar vor oder hinter
einem Schiff am Kai fest oder sie wird seeseitig mit dem Schiff vertäut. Dadurch ergibt
sich eine starke Kopplung zwischen Barge und Schiff. Da zu versorgende Schiffe ihre
Landstromanschlüsse jedoch an ganz unterschiedlichen Stellen haben, ist ein längsseitiges
Festmachen der Barge in vielen Fällen kaum möglich, weil dann die zu überbrückenden
Strecken für die Leitungsverbindung zwischen Barge und Schiff zu lang werden. Dies
ist insbesondere dann der Fall, wenn der Anschluss für die Landstromversorgung sich
im hinteren Bereich des Schiffes befindet, wo die Schiffsseite eine stark eingezogene
Außenkontur aufweist. Außerdem würde die erforderliche Leinenanordnung stark beeinträchtigt
sein.
[0009] Bei Verwendung von besonders umweltschonendem Flüssiggas auf der Barge zur Erzeugung
elektrischer Energie ergibt sich noch ein weiterer Aspekt, der den Einsatz einer Barge
durch Festmachen am Kai oder am Schiff in vielen Fällen ausschließt. Dies liegt darin
begründet, dass durch die Lagerung von Flüssiggas auf der Barge Bereiche entstehen,
die gemäß internationalen Vorschriften als gasgefährdet gelten und deren Ausmaße die
Grundfläche der Barge beträchtlich überragen. Wenn eine solche Barge an einem zu versorgenden
Schiff festmacht, wird ein Teil dieses Schiffes daher in die "verbotene" Gaszone hineinragen,
so dass dort erhebliche zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen erforderlich wären. Diese
Problematik lässt sich nur vermeiden, wenn die Barge einen gewissen Sicherheitsabstand
zum zu versorgenden Schiff einhält. Mit üblichen Festmachermitteln ist die Einhaltung
eines derartigen Sicherheitsabstandes jedoch nicht möglich.
[0010] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung in Form einer Barge
zur Versorgung von in einem Hafen vorübergehend ortsfest liegenden Schiffen mit Betriebsenergie
vorzuschlagen, welche es erlaubt, eine in Bezug auf ein zu versorgendes Schiff sichere
Positionierung der Barge zu gewährleisten, wobei der erforderliche Abstand zum Schiff
im Wesentlichen "kontaktlos" auch bei längeren Liegezeiten des Schiffes aufrechterhalten
werden kann.
[0011] Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
[0012] Gemäß der Erfindung weist die Barge einen Speicher zur Aufnahme gasförmiger Betriebsenergie
auf, welche an das Schiff übertragbar ist und/oder der Erzeugung elektrischer Energie
auf der Barge zur Übergabe an das Schiff dient. Die Barge ist ferner mit zwei oder
mehr auf den Grund des Hafenbeckens absenkbaren Ankerpfählen ausgestattet, über die
die Barge temporär in Bezug auf das zu versorgende Schiff ortsfest verankerbar ist.
[0013] Das Prinzip, eine schwimmfähige Einrichtung in einem Hafen über Ankerpfähle in Position
zu halten, um eine präzisere Positionierung zu erreichen, ist als Alternative zu Ankerketten
bereits grundsätzlich bekannt, z.B. bei Baggerschiffen.
[0014] Bei der Erfindung wird dieses Prinzip aber ausgenutzt, um eine präzise Abstandsfestlegung
zum zu versorgenden Schiff einhalten zu können. Die Positionierung kann daher völlig
unabhängig vom Schiff erfolgen, jedoch gleichwohl unter Einhaltung eines möglichst
genauen Sicherheitsabstandes. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Ankerpfählen
liegt darin, dass wegen des Verzichts auf ein Festmachen an dem zu versorgenden Schiff
der Aufbau des Schiffes mit unterschiedlichen Deckshöhen und Längspositionen unproblematisch
ist. Im Notfall, z.B. bei Feuer, kann die Barge ohne fremde Hilfe seitens des Schiffes
ihre Position sofort verlassen. Auch sind keine Tiefgangsänderungen des zu versorgenden
Schiffes und der Barge zu berücksichtigen, wie z.B. beim Umschlagen der Ladung. Es
gibt daher keine Probleme beim Vertäuen der Barge. Die Verwendung von Ankerpfählen
hat auch den Vorteil, dass in der Zeit des Grundkontaktes der Barge kein Eigenantrieb
der Barge erforderlich ist, da in der Regel weder eine Positionsänderung nötig ist,
noch Strömungen ausgeglichen werden müssen.
[0015] Die Ankerpfähle können eine feste Länge aufweisen oder sie können teleskopierbar
sein. Letzteres hat den Vorteil, dass insbesondere bei großem Tidenhub und großer
Wassertiefe angehobene Ankerpfähle nur bis zu einer geringen Höhe aus dem Wasser ragen
müssen.
[0016] Vorzugsweise sind die Ankerpfähle in vertikal ausgerichteten Pfahlführungen der Barge
aufgenommen und darin vertikal verschiebbar. Die Verschiebung der Ankerpfähle erfolgt
insbesondere über Hydraulikzylinder, Seilwinden oder Zahnstangengetriebe. Durch die
vertikale Verschiebbarkeit der Ankerpfähle kann damit auch der Tidenhub ausgeglichen
werden.
[0017] Zur genauen Positionierung der Barge und um die Möglichkeit der gegebenenfalls erforderlichen
seitlichen Verlagerung zu erreichen, ohne die Ankerpfähle anheben zu müssen, kann
die Barge mit horizontalen Verschwenk- oder Verschiebemöglichkeiten für die Ankerpfähle
ausgestattet sein. Eine horizontale Verschiebung lässt sich insbesondere durch Befestigung
der Pfahlführungen an seitlich an der Barge befestigten Gleitsteinen erreichen oder
dadurch, dass die Pfahlführungen an seitlichen Auslegern befestigt sind, welche um
eine vertikale Achse verschwenkbar sind. Wenn ein seitlicher Ausleger um eine horizontale
Achse schwenkbar ist, können damit auch kleinere Wellen- oder Tidenhube ausgeglichen
werden. Eine besondere Flexibilität wird erreicht, wenn die Pfahlführungen jeweils
über kardanisch angetriebene Gelenke an der Barge oder an dem Ausleger befestigt sind.
Dies ermöglicht es auch, den Kontaktpunkt eines Ankerpfahls am Boden des Hafenbeckens
in einem gewissen Maße zu variieren, beispielsweise wenn dort Rohrleitungen oder andere
Hindernisse umgangen werden müssen. Eine gelenkige Verbindung der Pfahlführungen mit
der Barge erlaubt es auch, die Ankerpfähle nach dem Anheben in eine horizontale Lage
zu verschwenken, um die Bargenhöhe im Transportbetrieb zu reduzieren.
[0018] Um einen definierten Abstand zum zu versorgenden Schiff einzuhalten und sicherzustellen,
z.B. dann, wenn das Schiff eine leichte Lageveränderung vollzieht, enthält die Einrichtung
vorzugsweise Abstandssensoren, welche den genauen Abstand zwischen Barge und Schiff
feststellen. Diese Abstandssensoren können zur Steuerung des Abstandes der Barge von
dem Schiff verwendet werden, indem entweder ein horizontales Versetzen von Ankerpfählen
erfolgt oder von Auslegern oder Gleitsteinen der Barge Gebrauch gemacht wird.
[0019] Die Erfindung wird nachstehend anhand von mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1a
- eine Aufsicht auf eine Barge mit je einem bug- und heckseitigen Ankerpfahl,
- Fig. 1b
- eine Barge gemäß Fig. 1a in Seitenansicht,
- Fig. 2a
- eine Barge in Aufsicht mit bug- und heckseitigen teleskopierbaren Ankerpfählen,
- Fig. 2b
- eine Seitenansicht von Fig. 2a,
- Fig. 3a
- eine Aufsicht auf eine Barge mit bug- und heckseitigen horizontal positonierbaren
Ankerpfählen,
- Fig. 3b
- eine Seitenansicht einer Barge nach Fig. 3a,
- Fig. 4a
- eine Aufsicht auf eine Barge mit vier horizontal positionierbaren Ankerpfählen,
- Fig. 4b
- eine Seitenansicht einer Barge gemäß Fig. 4a.
[0020] Die Figuren 1a und 1b zeigen Aufsicht und Seitenansicht einer Barge gemäß der Erfindung.
Als wesentliche Elemente enthält die Barge 1 einen Maschinenraum 2, einen Schaltanlagenraum
3, Aufenthaltsräume 5, eine Brücke 12, Antriebsanlagen mit Ruderpropeller 7 und 9,
einen Ankerbereich 8 und Mooringanlagen 10 und 11.
[0021] Die Gastanks 4 dienen der Aufnahme von Flüssiggas, das im Maschinenraum 2 in einer
gasmotorbetriebenen Generatoranlage in elektrische Energie umgewandelt wird. Abgase
werde über den Abluftmast 6 an die Atmosphäre abgegeben.
[0022] Es sind - nicht dargestellte - Kabeltrommeln, Kabelspeicher und Hebevorrichtungen
für die Kabel vorhanden, über die die erzeugte elektrische Energie zu Anschlussstellen
an einem zu versorgenden Schiff übergeben wird. Neben der elektrischen Energie kann
auch Wärme, Dampf, Gas und Flüssiggas übergegeben werden, sofern die Barge entsprechend
darauf eingerichtet ist.
[0023] An der Bug- und Heckseite weist die Barge jeweils Pfahlführungen 13 bzw. 17 auf,
die im Prinzip einer vertikal gerichteten Führungshülse entsprechen, in der jeweils
ein Pfahl 14 bzw. 18 vertikal verschiebbar aufgenommen ist. Die Verschiebung erfolgt
vorzugsweise über einen Zahnstangenantrieb oder auch hydraulisch oder über Seilzüge.
Die Länge der Pfähle 14 und 18 ist so bemessen, dass ihre Spitzen 15 und 19 auch bei
Hochwasser im abgesenkten Zustand sicher auf dem Grund 16 des Hafenbeckens aufliegen
oder bis zum festen Untergrund darin eindringen können.
[0024] Fig. 1b zeigt die Barge in Seitenansicht mit im linken Zeichnungsteil abgesenktem
Pfahl 14 und im rechten Zeichnungsteil angehobenem Pfahl 18.
[0025] Vorzugsweise sind die Pfähle 14 und 18 unabhängig voneinander anhebbar oder absenkbar,
so dass die Position der Barge leicht änderbar ist, wenn unter Zuhilfenahme der Ruderanlage
die Pfähle 14 und 18 jeweils abwechselnd auf und ab bewegt werden.
[0026] Die Figuren 2a und 2b zeigen eine ähnliche Ausbildung einer Barge, wobei jedoch die
in Fig. 1 angegebenen Pfähle 14 und 18 durch teleskopierbare Pfähle 20 und 21 mit
Pfahlspitzen 22 und 23 ersetzt sind. Der Vorteil teleskopierbarer Pfähle liegt darin,
dass im angehobenen Zustand diese den Bargenaufbau nicht überragen. Teleskopierbare
Pfähle bestehen insbesondere aus koaxial ineinandergesteckten Rohrabschnitten, die
durch an sich bekannte Maßnahmen auseinander oder zusammen gefahren werden können.
[0027] Die Figuren 3a und 3b zeigen eine Barge mit bug- und heckseitigen Gleitsteinen 24
und 26, die die Pfahlführungen 13 und 17 über Schiebeantriebe 25 und 27 jeweils in
Querrichtung zur Barge verschiebbar machen. Die Schiebeantriebe sind insbesondere
als Hydraulikzylinder ausgebildet. Die Gleitsteine erlauben es, die Pfahlführungen
relativ zur Barge um die Verschiebestrecke der Gleitsteine zu bewegen. Damit kann
die Barge in einem gewissen Rahmen seitlich verschoben werden, ohne dass dazu ein
Anheben der Pfähle erforderlich ist. Dies vereinfacht die genaue Positionierung der
Barge erheblich.
[0028] Um auch eine Längsverschiebung der Barge zu ermöglichen, sehen die Figuren 4a und
4b zusätzliche Pfähle 28 und 29 vor, die in Gleitsteinen 30 und 31 aufgenommen sind
und an den Bargenlängsseiten angeordnet sind. Bei angehobenen Pfählen 14 und 18 und
abgesenkten Pfählen 28 und 29 kann daher eine Längsverschiebung im Rahmen der Möglichkeiten
der Gleitsteine 30 und 31 erfolgen, während bei angehobenen Pfählen 28 und 29 und
abgesenkten Pfählen 14 und 18 eine Querverschiebung der Barge möglich ist. Bei geschickter
Steuerung des Absenkens und Anhebens der Pfähle ist daher eine große Variationsbreite
der Positionierung erreichbar. Wenn beispielsweise die Pfähle 28 und 14 angehoben
und die Pfähle 18 und 29 abgesenkt sind, kann durch Verschiebung der Gleitsteine 26
und 31 auch eine Drehung der Barge um größere Winkel erreicht werden.
[0029] Alternativ zur Verwendung von Gleitsteinen an Bug- oder Heck- oder den Bargenseiten
können auch steuerbare Ausleger zum Einsatz kommen, die in gleicher Weise eine flexible
Positionierung der Barge ermöglichen.
Bezugszeichen
[0030]
- 1
- Barge
- 2
- Maschinenraum
- 3
- elektrischer Schaltanlagenraum
- 4
- Gastanks
- 5
- Aufenthaltsräume
- 6
- Abluftmast
- 7
- Antriebs- und Ruderanlage
- 8
- Ankerbereich
- 9
- Antriebs- und Ruderanlage
- 10
- Mooringanlage
- 11
- Mooringanlage
- 12
- Brücke
- 13
- Pfahlführung
- 14
- Pfahl
- 15
- Pfahlspitze
- 16
- Grund
- 17
- Pfahlführung
- 18
- Pfahl
- 19
- Pfahlspitze
- 20
- Teleskoppfahl
- 21
- Teleskoppfahl
- 22
- Pfahlspitze
- 23
- Pfahlspitze
- 24
- Gleitstein
- 25
- Schiebeantrieb
- 26
- Gleitstein
- 27
- Schiebeantrieb
- 28
- Pfahl
- 29
- Pfahl
- 30
- Gleitstein
- 31
- Gleitstein
1. Einrichtung zur Versorgung von in einem Hafen vorübergehend ortsfest liegenden Schiffen
mit Betriebsenergie, wobei die Einrichtung als schwimmfähige Barge ausgebildet ist,
von der Betriebsenergie an das Schiff übertragen werden kann,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Barge einen Speicher zur Aufnahme gasförmiger Betriebsenergie aufweist, welche
an das Schiff übertragbar ist und/oder der Erzeugung elektrischer Energie auf der
Barge zur Übergabe an das Schiff dient, und
- dass die Barge (1) mit zwei oder mehr auf den Grund des Hafenbeckens absenkbaren Ankerpfählen
(14, 18, 28, 29) ausgestattet ist, über die die Barge (1) temporär in Bezug auf das
zu versorgende Schiff ortsfest und mit Abstand zum Schiff verankerbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerpfähle (20, 21) teleskopierbar ausgebildet sind.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerpfähle (14, 18, 28, 29, 20, 21) in vertikal gerichteten Pfahlführungen (13,
17) der Barge (1) aufgenommen sind und darin vertikal verschiebbar sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfahlführungen (13, 17) an seitlichen Auslegern der Barge (1) befestigt sind,
welche um eine horizontale Achse schwenkbar sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfahlführungen (13, 17) an seitlichen Auslegern der Barge (1) befestigt sind,
welche um eine vertikale Achse schwenkbar sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfahlführungen (13, 17) jeweils über kardanische Gelenke an der Barge (1) oder
an einem Ausleger befestigt sind.
7. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Barge (1) zwei, drei oder vier Ankerpfähle enthält.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerpfähle über Hydraulikzylinder, Seilwinden oder Zahnstangenantriebe absenkbar
und anhebbar sind.
9. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerpfähle in angehobener Stellung in eine horizontale Lage verschwenkbar sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Barge Abstandssensoren aufweist, um den Abstand von Bezugspunkten der Barge (1)
zu Bezugspunkten des zu versorgenden Schiffes festzustellen, und dass die Abstandssensoren
zur Steuerung des Abstandes der Barge (1) von dem Schiff verwendet werden.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung des Abstandes der Barge (1) von dem Schiff durch horizontales Versetzen
von Ankerpfählen erfolgt.
12. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung des Abstandes der Barge (1) von dem Schiff durch horizontales Verschwenken
von Auslegern erfolgt.