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MEPC.1/Rundschreiben 815
Anleitung von 2013 zur Behandlung innovativer Energieeffizienztechnologien bei der Berechnung und Überprüfung des erreichten EEDI
Vom 17. Juni 2013
(VKBl. Nr. 4 vom 27.02.2021 S. 125; 14.12.2021 S. 665,aufgehoben)
Bekanntmachung siehe 0 | Zur Nachfolgeregelung MEPC.1/Rundschreiben 896 => |
1 Der Ausschuss für den Schutz der Meeresumwelt hat auf seiner fünfundsechzigsten Tagung (13. bis 17. Mai 2013) vereinbart, die Anleitung von 2013 zur Behandlung innovativer Energieeffizienztechnologien bei der Berechnung und Überprüfung des erreichten EEDI zu verbreiten, wie sie in der Anlage (MEPC 65/22, Absatz 4.134.6) wiedergegeben ist.
2 Die Mitgliedsregierungen werden aufgefordert, die beigefügte Anleitung ihren Verwaltungen, der Industrie, den einschlägigen Schifffahrtsorganisationen, den Reedereien und anderen betroffenen Interessengruppen zur Kenntnis zu bringen.
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Anleitung von 2013 zur Behandlung innovativer Energieeffizienztechnologien bei der Berechnung und Überprüfung des erreichten EEDI | Anlage |
1 Allgemeines
1.1 Der Zweck dieser Anleitung besteht darin, Hersteller, Schiffswerften, Schiffseigner, Prüfer und andere am Energieeffizienz-Kennwert (Energy Efficiency Design Index, EEDI) von Schiffen interessierte Parteien dabei zu unterstützen, wie innovative Energieeffizienztechnologien bei der Berechnung und Überprüfung des erreichten EEDI im Einklang mit den Regeln 5, 6, 7, 8, 9 und 20 der Anlage VI von MARPOL zu behandeln sind.
1.2 Es gibt EEDI-Berechnungsrichtlinien a und EEDI-Besichtigungsrichtlinien b. Diese Anleitung soll jene Richtlinien nicht ersetzen, sondern bietet Methoden für die Berechnung von innovativen Energieeffizienztechnologien und für die diesbezügliche Besichtigung und Ausstellung von Zeugnissen, die von jenen Richtlinien nicht behandelt werden. Sollten Unstimmigkeiten zwischen dieser Anleitung und den Richtlinien bestehen, gelten die Richtlinien.
1.3 Diese Anleitung bietet möglicherweise keine ausreichenden Möglichkeiten zur Berechnung und Überprüfung für Schiffe mit dieselelektrischem Antrieb, Turbinenantrieb oder hybrider Antriebsanlage, da die in den EEDI-Berechnungsrichtlinien angegebene Formel für den erreichten EEDI bei solchen Antriebsanlagen möglicherweise nicht anwendbar ist.
1.4 Diese Anleitung muss darauf überprüft werden, ob neue innovative Technologien aufgenommen werden sollen, die bisher nicht von ihr behandelt werden.
1.5 Diese Anleitung muss auch überprüft werden, nachdem Erfahrungen von jeder innovativen Technologie anhand von Rückmeldungen über tatsächliche Betriebsdaten eingeholt worden sind, um sie zuverlässiger und wirksamer zu machen. Deshalb ist es ratsam, das die Auswirkung jeder innovativen Technologie unter tatsächlichen Betriebsbedingungen für die zukünftige Verbesserung dieses anleitenden Dokuments überwacht und gesammelt wird.
2 Begriffsbestimmungen
2.1 Der Ausdruck EEDI-Berechnungsrichtlinien bezeichnet die "Richtlinien von 2012 über die Methode zur Berechnung des erreichten Energieeffizienz-Kennwerts ( EEDI) für Schiffsneubauten (Entschließung MEPC. 212(63)".
2.2 Der Ausdruck EEDI-Besichtigungsrichtlinien bezeichnet die "Richtlinien von 2012 über Besichtigungen im Hinblick auf den Energieeffizienz-Kennwert ( EEDI) und die Ausstellung von Zeugnissen darüber (Entschließung MEPC. 214(63))".
2.3 Pp ist die Antriebsleistung und ist definiert als ΣPME (falls ein Wellenmotor installiert ist bzw. mehrere Wellenmotoren installiert sind als ΣPME +ΣPPTI(i),shaft, wie in Absatz 2.5.3 der EEDI-Berechnungsrichtlinien dargestellt).
2.4 Zusätzlich zu dem Obenstehenden sind die Begriffsbestimmungen der Bezeichnungen in dieser Anleitung die gleichen wie in der Anlage VI von MARPOL, den EEDI-Berechnungsrichtlinien und den EEDI-Besichtigungsrichtlinien.
3 Kategorisierung innovativer Energieeffizienztechnologien
3.1 Innovative Energieeffizienztechnologien werden in Abhängigkeit ihrer Eigenschaften und Auswirkungen auf die EEDI-Formel den Kategorien (A), (B) und (C) zugeordnet. Des Weiteren werden die innovativen Energieeffizienztechnologien der Kategorien (B) und (C) in jeweils zwei Unterkategorien aufgeteilt (Kategorie (B -1) und (B -2) bzw. (C -1) und (C -2)).
Kategorie (A): Technologien, die die Leistungskurve verschieben, was zu einer Veränderung der Kombination von PP and Vref führt: z.B. wenn Vref konstant gehalten wird, wird Pp verringert und wenn Pp konstant gehalten wird, wird Vref erhöht.
Kategorie (B): Technologien, die die Antriebsleitung Pp bei Vref verringern, aber keine Elektrizität erzeugen. Die gesparte Energie wird als Peff gezählt.
Kategorie (B-1): Technologien, die jederzeit während des Betriebs verwendet werden können und für die der Verfügbarkeitsfaktor (feff) somit als 1,00 angesetzt werden muss.
Kategorie (B-2): Technologien, die mit ihrer vollen Leistung nur unter begrenzten Bedingungen eingesetzt werden können. Die Festlegung des Verfügbarkeitsfaktors (feff) muss weniger als 1,00 sein.
Kategorie (C): Technologien, die Energie erzeugen. Die gesparte Energie wird als PAEeff gezählt.
Kategorie (C-1): Technologien, die jederzeit während des Betriebs verwendet werden können und für die der Verfügbarkeitsfaktor (feff) somit als 1,00 angesetzt werden muss.
Kategorie (C-2): Technologien, die mit ihrer vollen Leistung nur unter begrenzten Bedingungen eingesetzt werden können. Die Festlegung des Verfügbarkeitsfaktors (feff) muss weniger als 1,00 sein.
Innovative Energieeffizienztechnologien | ||||
Verringerung der Leistung des Hauptmotors | Verringerung der Leistungsaufnahme der Hilfsanlagen | |||
Kategorie A | Kategorie B-1 | Kategorie B-2 | Kategorie C-1 | Kategorie C-2 |
Kann nicht von der Gesamtleistung des Schiffes getrennt werden | Kann getrennt von der Gesamtleistung des Schiffes behandelt werden |
Jederzeit wirksam | Abhängig von der umgebenden Umwelt | |
feff = 1 | feff < 1 | feff = 1 | feff < 1 | |
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4 Berechnung und Überprüfung der Auswirkungen innovativer Energieeffizienztechnologien
4.1 Allgemeines
Die Ermittlung des Nutzens einer innovativen Technologie muss in Verbindung mit der Form des Schiffskörpers und der Antriebsanlage erfolgen, mit denen diese eingesetzt werden soll. In Verbindung mit abweichenden Schiffskörperformen oder Antriebsanlagen gewonnene Ergebnisse aus Modellversuchen oder Probefahrten mit der innovativen Technologie sind möglicherweise nicht anwendbar.
4.2 Technologie der Kategorie (A)
Innovative Energieeffizienztechnologien der Kategorie (A) wirken sich auf PP und/oder Vref aus und ihre Auswirkungen lassen sich nicht isoliert messen. Deshalb dürfen diese Auswirkungen in dieser Anleitung nicht isoliert berechnet oder zertifiziert werden, sondern sie müssen in den EEDI-Berechnungsrichtlinien und in den EEDI-Besichtigungsrichtlinien als Teil des Schiffes behandelt werden.
4.3 Technologie der Kategorie (B)
4.3.1 Die Auswirkungen innovativer Energietechnologien der Kategorie (B) werden als Peff ausgedrückt, was mit CFME und SFCME (Ist PPTI(i) > 0, der gewichtete Mittelwert von (SFCME x CFME) und (SFCAE x CFAE)) und feff multipliziert und dann von der EEDI-Formel abgezogen wird. Im Fall einer Technologie der Kategorie (B -1) ist feff 1,00.
4.3.2 Eine Anleitung zur Berechnung und Überprüfung der Auswirkungen innovativer Technologien der Kategorie (B) befindet sich in Anlage 1.
4.4 Technologie der Kategorie (C)
4.4.1 Die Auswirkungen innovativer Energietechnologien der Kategorie (C) werden als PAEeff ausgedrückt, was mit CFAE, SFCAE und feff multipliziert und dann von der EEDI-Formel abgezogen wird. Im Falle einer Technologie der Kategorie (C -1) ist feff 1,00.
4.4.2 Eine Anleitung zur Berechnung und Überprüfung der Auswirkungen innovativer Technologien der Kategorie (C) befindet sich in Anlage 2.
5 Gewichteter Mittelwert im Falle von PPTI(i) > 0
Ist PPTI(i) > 0, könnten sowohl Technologien der Kategorie (B) als auch der Kategorie (C) den Wert PPTI(i) abziehen. In diesem Fall sind die folgenden Werte für den gewichteten Mittelwert bei der Berechnung von Σ(feff(i) x Peff(i) x CF x SFC) in der Formel des erreichten EEDI zu verwenden.
Für Wellenleistung(en):
(ΣPPTI(i),shaft - x ΣPAEeff x ηGEN x ηPTI(i)) / (ΣPME(i) + ΣPPTI(i),shaft - xΣPAEeff x ηGEN x ηPTI(i)),
dabei muss, wenn (ΣPPTI(i),shaft - x ΣPAEeff x ηGEN x ηPTI(i)) als negativer Wert angenommen wird, der Wert (ΣPPTI(i),shaft - xΣPAEeff x ηGEN x ηPTI(i)) als Null festgelegt werden; und
für Hauptmotor(en): ΣPME(i) / (ΣPME(i) + ΣPPTI(i),shaft - xΣPAEeff x ηGEN x ηPTI(i)),
dabei muss, wenn ΣPPTI(i),shaft - xΣPAEeff x ηGEN x ηPTI(i) als negativer Wert angenommen wird, der Wert (ΣPPTI(i),shaft - xΣPAEeff x ηGEN x ηPTI(i)) als Null festgelegt werden.
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Anleitung zur Berechnung und Überprüfung der Auswirkungen innovativer Technologien der Kategorie (B) | Anlage 1 1 |
Luftschmierungssystem (Kategorie (B -1)) | Anhang 1 |
1 Zusammenfassung der innovativen Energieeffizienztechnologie
Ein Luftschmierungssystem ist eine der innovativen Energieeffizienztechnologien. Der Reibungswiderstand des Schiffes kann verringert werden, indem die Oberfläche des Schiffes mit Luftbläschen bedeckt wird, die am vorderen Teil des Schiffsbodens unter Verwendung von Gebläsen usw. eingeblasen werden.
Abbildung 1 - Schematische Darstellung eines Luftschmierungssystems
2 Berechnungsmethode
2.1 Leistungsverringerung aufgrund eines Luftschmierungssystems
Der Leistungsverringerungsfaktor Peff aufgrund eines Luftschmierungssystems als innovative Energieeffizienztechnologie wird mit der folgenden Formel berechnet. Der erste und zweite Term auf der rechten Seite stellen die Verringerung der Antriebsleistung durch das Luftschmierungssystem bzw. die zusätzlich für den Betrieb des Systems benötigte Leistung dar. Für dieses System ist feff 1,0.
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(1) |
* Ist PPTI(i) > 0, der gewichtete Mittelwert von (SFCME x CFME) und (SFCAE x CFAE)
2.1.1 Peff ist die effektive Leistungsverringerung in kW aufgrund des Luftschmierungssystems bei 75 Prozent der installierten Nennleistung (MCR). Für den Fall, dass Wellengeneratoren eingebaut sind, muss Peff bei 75 Prozent der installierten Nennleistung (MCR) berechnet werden, nachdem jegliche eingebauten Wellengeneratoren nach Absatz 2.5 der EEDI-Berechnungsrichtlinien abgezogen wurden.
Peff muss sowohl im voll beladenen Zustand als auch unter Probefahrtbedingungen berechnet werden.
2.1.2 PPeffAL ist die Verringerung der Antriebsleistung aufgrund des Luftschmierungssystems in kW. PPeffAL muss sowohl bei dem in den EEDI-Berechnungsrichtlinien bestimmten Beladungszustand, der der Kapazität (Capacity) entspricht (im Weiteren als "voll beladener Zustand" bezeichnet), als auch unter Probefahrtbedingungen unter Berücksichtigung der folgenden Punkte berechnet werden.
2.1.3 PAEeffAL ist die zusätzliche, für den Betrieb des Luftschmierungssystems notwendige Leistungsaufnahme der Hilfsanlagen in kW im voll beladenen Zustand. PAEeffAL muss bei 75 Prozent der Nennleistung der Gebläse auf Grundlage der Erprobungsberichte des Herstellers berechnet werden. Bei einem System, bei dem der vorstehend genannte berechnete Wert wesentlich von der aufgebrachten Leistung bei normalem Betrieb im voll beladenen Zustand abweicht, kann der PAEeffAL-Wert mit einer alternativen Methode geschätzt werden. In diesem Fall muss die Berechnung einem Prüfer vorgelegt werden.
2.2 Zu beachtende Punkte bei der Berechnung des erreichten EEDI mit einem Luftschmierungssystem
2.2.1 Vref in Absatz 2.2 der EEDI-Berechnungsrichtlinien muss mit ausgeschaltetem Luftschmierungssystem berechnet werden, um die doppelte Zählung der Auswirkung des Systems zu vermeiden.
2.2.2 Gemäß den EEDI-Berechnungsrichtlinien muss der EEDI-Wert für Schiffe bei eingeschaltetem Luftschmierungssystem im voll beladenen Zustand berechnet werden.
3 Überprüfungsverfahren
3.1 Allgemeines
Der erreichte EEDI für ein Schiff mit innovativer Energieeffizienztechnologie muss nach den EEDI-Besichtigungsrichtlinien überprüft werden. Zusätzliche Informationen über die Anwendung von Luftschmierungssystemen, die nicht in den EEDI-Besichtigungsrichtlinien angegeben sind, sind untenstehend enthalten.
3.2 Vorüberprüfung in der Entwurfsphase
3.2.1 Zusätzlich zu Absatz 4.2.2 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien muss die vom Schiffseigner oder der Schiffswerft zu erstellende Technische EEDI-Akte Folgendes enthalten:
Abbildung 2 - Berechnung der Reduzierungsrate der Antriebsleistung (EDRfull und EDRtrial) aufgrund des Luftschmierungssystems
3.2.2 Zusätzlich zu Absatz 4.2.7 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien umfassen die Angaben, die der Prüfer zusätzlich von der Schiffswerft unmittelbar dazu anfordern kann, folgende:
3.3 Endgültige Überprüfung des erreichten EEDI bei der Probefahrt
3.3.1 Die endgültige Überprüfung des EEDI von Schiffen aufgrund des Luftschmierungssystems muss bei der Probefahrt durchgeführt werden. Das Überprüfungsverfahren muss grundsätzlich in Übereinstimmung mit Absatz 4.3 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien sein.
3.3.2 Vor der Probefahrt müssen dem Prüfer die folgenden Dokumente eingereicht werden: Eine Beschreibung des Prüfverfahrens, welches die Messmethoden beinhaltet, die bei der Probefahrt des Schiffes mit Luftschmierungssystem verwendet werden.
3.3.3 Der Prüfer muss der Probefahrt beiwohnen und die in Absatz 4.3.3 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien beschriebenen Punkte bestätigen, die bei der Probefahrt für das ein- und ausgeschaltete Luftschmierungssystem gemessen werden.
3.3.4 Die Leistung des Hauptmotors bei der Probefahrt für das ein und ausgeschaltete Luftschmierungssystem muss so gesetzt werden, dass der Bereich der erstellten Leistungskurve die Schiffsgeschwindigkeit von Vref umfasst.
3.3.5 Das folgende Verfahren muss auf Grundlage der für das ausgeschaltete Luftschmierungssystem erstellten Leistungskurve durchgeführt werden.
3.3.6 Die Schiffswerft muss auf der Grundlage der gemessenen Schiffsgeschwindigkeit und der Leistung des Hauptmotors bei der Probefahrt Leistungskurven für das eingeschaltete Luftschmierungssystem erstellen. Die folgenden Berechnungen müssen durchgeführt werden.
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d. h. | |
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Abbildung 3 - Berechnung der tatsächlichen Reduzierungsrate der Antriebsleistung (ADRfull und ADRtrial) aufgrund des Luftschmierungssystems
3.3.7 Die Verringerung der Antriebsleistung aufgrund des Luftschmierungssystems PMEeffAL im voll beladenen Zustand und unter Probefahrtbedingungen muss wie folgt berechnet werden:
PPeffAL_Full = ADRFull x PP | (3) |
PPeffAL_Trial = ADRTrial x PP | (4) |
3.3.8 Der Schiffseigner oder die Schiffswerft müssen die Technische EEDI-Akte soweit erforderlich überarbeiten, indem die Ergebnisse der Probefahrt berücksichtigt werden. Solch eine Überarbeitung muss folgende Inhalte umfassen:
Windantriebsanlage (Kategorie B -2) | Anhang 2 |
1 Zusammenfassung der innovativen Energieeffizienztechnologie
1.1 Windantriebsanlagen gehören zu den innovativen Energieeffizienztechnologien, die die CO2-Emissionen von Schiffen verringern. Es gibt unterschiedliche Windantriebstechnologiearten (Segel, Flügel, Zugdrachen usw.), die in Abhängigkeit von den Windverhältnissen Kräfte entwickeln. Diese technische Anleitung bestimmt die verfügbare effektive Leistung von Windantriebsanlagen als Produkt der Referenzgeschwindigkeit und der Summe der Kraft der Windantriebsanlage und der globalen Windwahrscheinlichkeitsverteilung.
2 Begriffsbestimmungen
2.1 Im Sinne dieser Richtlinien gelten die folgenden Begriffsbestimmungen:
3 Verfügbare effektive Leistung von Windantriebsanlagen
3.1 Die verfügbare effektive Leistung von Windantriebsanlagen als innovative Energieeffizienztechnologie wird mit folgender Formel berechnet:
Dabei ist:
3.2 Der erste Term der Formel bestimmt die zusätzliche Antriebsleistung, die bei der Gesamtberechnung des EEDI zu berücksichtigen ist. Der Term beinhaltet das Produkt der schiffspezifischen Geschwindigkeit, die Kräftematrix und die globale Windwahrscheinlichkeitsmatrix. Der zweite Term enthält die Leistungsanforderung für den Betrieb der spezifischen Windantriebsanlage, die von der erlangten Windkraft abgezogen werden muss.
4 Kräftematrix der Windantriebsanlage F(Vref)i,j
4.1 Jede Windantriebsanlage hat eine bestimmte Kräfteeigenschaft, die abhängig ist von der Schiffsgeschwindigkeit, der Windgeschwindigkeit und dem Windwinkel in Bezug auf den Kurs. Die Kräfteeigenschaft kann in einer zweidimensionalen Matrix ausgedrückt werden, in der Elemente für alle Kombinationen aus Windgeschwindigkeit und dem Winkel des Windes in Bezug auf den Kurs für eine vorgegebene Schiffsgeschwindigkeit Vref enthalten sind.
4.2 Jedes Matrixelement stellt die Antriebskraft in Kilonewton (kN) für die jeweilige Windgeschwindigkeit und den jeweiligen Windwinkel dar. Der Windwinkel wird in relativen Peilungen (mit 0° am Bug) angegeben. Tabelle 1 gibt eine Anleitung für die Bestimmung der Kräftematrix der Windantriebsanlage F(Vref)i,j. Für die endgültige Bestimmung der CO2-Verringerung einer Anlage muss die Kräftematrix von einem Prüfer zugelassen werden.
Tabelle 1: Anordnung einer Kräftematrix in kN für eine Windantriebsanlage bei Vref
5 Die globale Windwahrscheinlichkeitsmatrix Wi,j
5.1 Wi,j stellt die Wahrscheinlichkeit von Windverhältnissen dar. Jedes Matrixelement stellt die Wahrscheinlichkeit von Windgeschwindigkeit und Windwinkel in Bezug auf die Schiffskoordinaten dar. Die Summe aller Matrixelemente ist gleich 1 und ist dimensionslos. Tabelle 2 zeigt die Anordnung der globalen Windwahrscheinlichkeitsmatrix. Die Windwahrscheinlichkeitsmatrix ist aus der Windwahrscheinlichkeit auf den globalen Hauptschifffahrtswegen zu beziehen. 2
Tabelle 2: Anordnung der globalen Windwahrscheinlichkeitsmatrix
6 Effektive CO2Verringerung durch Windantriebsanlagen
6.1 Für die Berechnung der CO2-Verringerung muss das Ergebnis der verfügbaren effektiven Leistung (feff x Peff) mit dem Umrechnungsfaktor CFME und SFCME multipliziert werden, wie es in der ursprünglichen EEDI-Formel enthalten ist.
7 Überprüfung von Windantriebsanlagen beim EEDI-Zertifizierungsverfahren
7.1 Allgemeines
Die Überprüfung des EEDI mit innovativen Energieeffizienztechnologien muss in Übereinstimmung mit den EEDI-Besichtigungsrichtlinien durchgeführt werden. Zusätzliche die innovativen Energieeffizienztechnologien betreffende Punkte, die nicht in den EEDI-Besichtigungsrichtlinien enthalten sind, sind unten beschrieben.
7.2 Vorüberprüfung in der Entwurfsphase
7.2.1 Zusätzlich zu Absatz 4.2.2 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien muss die vom Schiffseigner oder der Schiffswerft zu erstellende Technische EEDI-Akte Folgendes umfassen:
7.2.2 Zusätzlich zu Absatz 4.2.7 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien können zusätzliche Informationen von der Schiffswerft vom Prüfer angefordert werden. Diese umfassen:
7.2.3 Um ungewünschte Auswirkungen auf die Schiffsstruktur und den Hauptantrieb zu vermeiden, müssen die Einflüsse der zusätzlichen Kräfte, die auf das Schiff einwirken, während des EEDI-Zertifizierungsverfahrens bestimmt werden. Elemente in der Kräftematrix der Windantriebsanlage können auf schiffsspezifische Einschränkungen, sofern diese notwendig sind, beschränkt sein. Die technischen Mittel, um die Kraft der Windantriebsanlage einzuschränken, müssen als Teil der Leistungsprüfung 4 überprüft werden.
7.2.4 Wenn mehr als eine innovative Energieeffizienztechnologie bei der EEDI-Zertifizierung einer Zulassung unterliegt, müssen Wechselwirkungen dieser Technologien berücksichtigt werden. Die geeigneten technischen Unterlagen müssen den dem Prüfer im Zuge des Zertifizierungsverfahrens eingereichten zusätzlichen Informationen hinzugefügt werden.
7.3 Endgültige Überprüfung des erreichten EEDI bei der Probefahrt
Die gesamte Nettoleistung, die von Windantriebsanlagen erzeugt wird, muss auf Grundlage der technischen EEDI-Akte bestätigt werden. Zusätzlich zu der Bestätigung, muss bestätigt werden, ob die Konfiguration der Windantriebsanlage auf dem Schiff mit der in der Vorüberprüfung angewendeten übereinstimmt.
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Anleitung zur Berechnung und Überprüfung der Auswirkungen innovativer Technologien der Kategorie (C) | Anlage 2 5 |
Abwärmerückgewinnungssystem zur Erzeugung von Elektrizität (Kategorie (C-1)) | Anhang 1 |
1 Zusammenfassung der innovativen Energieeffizienztechnologie
Dieser Anhang stellt eine Anleitung zur Behandlung von Hochtemperatur-Abwärmerückgewinnungssystemen (Stromerzeugungstyp) als innovative Energieeffizienztechnologien in Zusammenhang mit der Verringerung der Leistungsaufnahme der Hilfsanlagen (in Bezug auf PAEeff(i)) zur Verfügung. Mechanische zurückgewonnene Energieverluste, die unmittelbar in Wellen eingekoppelt werden, brauchen in dieser Kategorie nicht gemessen zu werden, da sich die Auswirkung der Technologie unmittelbar in der Referenzgeschwindigkeit Vref widerspiegelt.
Abwärmerückgewinnungssysteme erhöhen die Effizienzausnutzung der durch Brennstoffverbrennung im Motor erzeugten Energie durch Rückgewinnung der thermischen Energie des Abgases, Kühlwassers usw., wodurch Elektrizität erzeugt wird.
Es gibt die folgenden beiden Methoden zur Elektrizitätserzeugung mit Abwärmerückgewinnungstechnologien (Stromerzeugungstyp).
(A) Die Methode, bei der thermische Energie mit einem Wärmetauscher rückgewonnen wird und die Wärmekraftmaschine, die einen Stromerzeuger antreibt, angetrieben wird.
(B) Die Methode, bei der ein Stromerzeuger unmittelbar von einer Nutzturbine usw. angetrieben wird. Des Weiteren gibt es ein Abwärmerückgewinnungssystem, bei dem die beiden vorstehenden Methoden kombiniert werden.
Abbildung 1 - Schematische Darstellung der Abgas-Abwärmerückgewinnung
2 Berechnungsmethode
2.1 Leistungsverringerung aufgrund des Abwärmerückgewinnungssystems
Die Leistungsverringerung aufgrund des Abwärmerückgewinnungssystems wird mit folgender Gleichung berechnet. Für dieses System ist feff 1,00 in der EEDI-Formel.
PAEeff = P"AEeff - PAEeff_loss | (1) |
In der vorstehenden Gleichung ist P"AEeff die vom Abwärmerückgewinnungssystem produzierte Leistung. PAEeff_Loss ist die für den Antrieb des Abwärmerückgewinnungssystems notwendige Leistung.
2.1.1 PAEeff ist die Verringerung der gesamten Leistungsaufnahme der Hilfsanlagen des Schiffes (kW) durch das Abwärmerückgewinnungssystem gemäß der Schiffsleistungs-Bedingung, die auf die EEDI-Berechnung angewendet wird. Die Leistung, die unter dieser Bedingung erzeugt wird und die der Hauptschalttafel zugeführt wird, ist zu berücksichtigen, unabhängig von ihrer Verwendung an Bord des Schiffes (außer der Leistung, die von Maschinenanlagen verbraucht wird, wie in Absatz 2.1.4 beschrieben).
2.1.2 P'AEeff wird durch die folgende Gleichung bestimmt.
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(2) |
Dabei ist:
We: die berechnete Stromerzeugung durch das Abwärmerückgewinnungssystem
ηg: der gewichtete durchschnittliche Generatorwirkungsgrad
2.1.3 PAEeff wird mit den folgenden Faktoren bestimmt:
2.1.4 PAEeff_Loss ist die Leistung (kW) der Pumpe usw., die notwendig ist, um das Abwärmerückgewinnungssystem anzutreiben.
3 Überprüfungsverfahren
3.1 Allgemeines
Der erreichte EEDI für ein Schiff mit innovativer Energieeffizienztechnologie muss nach den EEDI-Besichtigungsrichtlinien überprüft werden. Zusätzliche Punkte, die die innovativen Energieeffizienztechnologien betreffen und nicht in den EEDI-Besichtigungsrichtlinien enthalten sind, werden untenstehend beschrieben.
3.2 Vorüberprüfung in der Entwurfsphase
3.2.1 Zusätzlich zu Absatz 4.2.2 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien muss die vom Schiffseigner oder der Schiffswerft zu erstellende Technische EEDI-Akte Folgendes enthalten:
3.2.2 Zusätzlich zu Absatz 4.2.7 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien umfassen die Informationen, die der Prüfer zusätzlich von der Schiffswerft unmittelbar dazu anfordern kann, folgende:
3.3 Endgültige Überprüfung des erreichten EEDI bei der Probefahrt
3.3.1 Ein Abzug der durch das Abwärmerückgewinnungssystem gesparten Energie von der Leistung der Hilfsmotoren muss mit den Ergebnissen aus Prüfstandserprobungen der Hauptbestandteile des Abwärmerückgewinnungssystems und, wenn möglich, bei Probefahrten überprüft werden.
3.3.2 Wenn Prüfstandserprobungen bei Systemen schwierig durchzuführen sind, z.B. im Falle von Abgas-Vorwärmern, muss die Leistung des Abwärmerückgewinnungssystems überprüft werden, indem die Menge des erzeugten Dampfs, seine Temperatur usw. bei der Probefahrt gemessen werden. In diesem Fall muss die gemessene Dampfmenge, -temperatur usw. zum Wert der Abgasbedingung bei Entwurf und zu den Messbedingungen von SFC des Haupt-/Hilfsmotors bzw. der Haupt-/Hilfsmotoren korrigiert werden. Die Abgasbedingung muss auf Grundlage der Temperatur der Umgebungsluft im Maschinenraum (Messbedingung von SFC des Haupt-/Hilfsmotors bzw. der Haupt-/Hilfsmotoren; d. h. 25 °C) korrigiert werden, usw.
Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage (Kategorie (C-2)) | Anhang 2 |
1 Zusammenfassung der innovativen Energieeffizienztechnologie
Eine auf einem Schiff aufgestellte Photovoltaik-(PV-) Stromerzeugungsanlage stellt einen Teil der elektrischen Leistung für den Propeller des Schiffes oder zur Verwendung innerhalb des Schiffes zur Verfügung. Die PV-Stromerzeugungsanlage besteht aus PV-Modulen und anderen elektrischen Ausrüstungsgegenständen. Abbildung 1 zeigt ein schematisches Diagramm der PV-Stromerzeugungsanlage. Das PV-Modul besteht aus verbundenen Solarzellen. Es gibt verschiedene Solarzellarten, wie z.B. die "terrestrische kristalline Silicium-Photovoltaik" und "terrestrische Dünnschicht-Photovoltaik" usw.
Abbildung 1 - Schematisches Diagramm einer Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage
2 Berechnungsmethode
2.1 Elektrische Leistung aufgrund der Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage
Die Verringerung der Leistungsaufnahme der Hilfsanlagen aufgrund der PV- Stromerzeugungsanlage kann wie folgt berechnet werden:
feff x PAEeff = {frad x (1 + Ltemp / 100) } x { Pmax x (1 - Lothers / 100) x N /ηGEN} | (1) |
2.1.1 feff x PAEeff ist die gesamte elektrische Nettoleistung (kW), die von der PV- Stromerzeugungsanlage erzeugt wird.
2.1.2 Der effektive Koeffizient feff ist das Verhältnis der durchschnittlichen PV-Stromerzeugung auf den globalen Hauptschifffahrtswegen zu der vom Hersteller angegebenen nominalen PV-Stromerzeugung. Der effektive Koeffizient kann mit der folgenden Formel unter Verwendung der Sonneneinstrahlung und der Lufttemperatur auf den globalen Hauptschifffahrtswegen berechnet werden:
feff = frad x (1 + Ltemp / 100) | (2) |
2.1.3 frad ist das Verhältnis der durchschnittlichen Sonneneinstrahlung auf den globalen Hauptschifffahrtswegen zu der vom Hersteller angegebenen nominalen Sonneneinstrahlung. Die höchste nominale Erzeugungsleistung Pmax wird nach den Standard-Test-Bedingungen (STC) der IEC-Norm 6 gemessen. Die vom Hersteller angegebenen STC sind: die Luftmasse (LM) ist 1,5, die Temperatur des Moduls ist 25 °C und die Sonneneinstrahlung ist 1000 W/m2. Die durchschnittliche Sonneneinstrahlung auf den globalen Hauptschifffahrtswegen ist 200 W/m2. Deshalb wird frad mit folgender Formel berechnet:
frad = 200 W/m2 ÷1000 W/m2 = 0,2 | (3) |
2.1.4 Ltemp ist der Korrekturfaktor, der normalerweise im Minusbereich liegt, und wird von der Temperatur der PV-Module abgeleitet und der Wert ist in Prozent ausgedrückt. Auf Grundlage der Durchschnittslufttemperatur auf den globalen Hauptschifffahrtswegen wird 40° als die Durchschnittstemperatur der Module erachtet. Deshalb wird Ltemp vom Temperaturkoeffizienten ftemp (Prozent/K), der vom Hersteller angegeben ist (siehe IEC-Norm 6, wie folgt abgeleitet:
Ltemp = ftemp x (40 °C - 25 °C) | (4) |
2.1.5 PAEeff ist die erzeugte PV-Leistung geteilt durch den gewichteten Durchschnittswirkungsgrad des Generators bzw. der Generatoren unter der vom Hersteller angegebenen Bedingung und wird wie folgt ausgedrückt:
PAEeff = Pmax x (1 - Lothers / 100) x N / ηGEN, | (5) |
Dabei ist ηGEN der gewichtete Durchschnittswirkungsgrad des Generators bzw. der Generatoren.
2.1.6 Pmax ist die höchste erzeugte nominale PV-Leistungserzeugung eines Moduls, ausgedrückt in Kilowatt, die auf Grundlage der IEC-Normen 6 angegeben wird.
2.1.7 Lothers ist die Aufsummierung anderer Verluste, ist in Prozent angegeben und umfasst Verluste in einem Leistungsregler bei Kontakt durch elektrischen Widerstand usw. Auf Grundlage von Erfahrungen wird geschätzt, dass Lothers 10 Prozent ist (Verlust im Leistungsregler: 5 Prozent und die Summe anderer Verluste: 5 Prozent). Beim Verlust des Leistungsreglers ist es jedoch sinnvoll den in den IEC-Normen 7 angegebenen Wert anzuwenden.
2.1.8 N ist die Anzahl Module, die in der PV-Stromerzeugungsanlage verwendet werden.
3 Überprüfungsverfahren
3.1 Allgemeines
Die Überprüfung des EEDI mit innovativen Energieeffizienztechnologien wird gemäß den EEDI-Besichtigungsrichtlinien durchgeführt. Dieser Abschnitt gibt zusätzliche Anforderungen bezüglich innovativer Technologien vor.
3.2 Vorüberprüfung in der Entwurfsphase
3.2.1 Zusätzlich zu Absatz 4.2.2 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien muss die vom Schiffseigner oder der Schiffswerft zu erstellende Technische EEDI-Akte Folgendes enthalten:
3.2.2 Zusätzlich zu Absatz 4.2.7 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien umfassen die Informationen, die der Prüfer zusätzlich von der Schiffswerft unmittelbar dazu anfordern kann, folgende:
3.3 Endgültige Überprüfung des erreichten EEDI bei der Probefahrt
Die gesamte von der PV-Stromerzeugungsanlage erzeugte elektrische Nettoleistung muss auf der Grundlage der technischen EEDI-Akte bestätigt werden. Zusätzlich zu dieser Bestätigung muss vor der endgültigen Überprüfung bestätigt werden, dass die Konfiguration der PV-Stromerzeugungsanlage auf dem Schiff der angewendeten entspricht.
Fußnoten:
0)
Bekanntmachung des Rundschreibens des Ausschusses für den Schutz der Meeresumwelt MEPC.1/Rundschreiben 815, "Anleitung von 2013 zur Behandlung innovativer Energieeffizienztechnologien bei der Berechnung und Überprüfung des erreichten EEDI", in deutscher Sprache
Vom 03. Februar 2021 (VKBl Nr. 4 vom 27.02.2021 S. 0125) |
a)Red. Anmerkung: dieses Rundschreiben verweist in den Begriffsbestimmungen für die EEDI-Berechnungsrichtlinien auf die inzwischen aufgehobene Entschließung MEPC. 212(63), die Nachfolgeregelung ist MEPC. 308(73).
b)Red. Anmerkung: dieses Rundschreiben verweist in den Begriffsbestimmungen für die EEDI-Besichtigungsrichtlinien auf die inzwischen aufgehobene Entschließung MEPC. 214(63), die Nachfolgeregelung ist MEPC. 254(67).
1) Alle Beispiele im Anhang dienen ausschließlich der Veranschaulichung der vorgeschlagenen Berechnungs- und Überprüfungsmethoden.
2) Ein Beispiel einer Windwahrscheinlichkeitsmatrix wird in MEPC.62/ INF.34 gegeben. Diesem Beispiel muss auf einer späteren MEPC-Tagung zugestimmt werden.
3) Die Leistungsprüfung für diese Art Windantriebsanlage sind erforderlich, um die Kräftematrix der Windantriebsanlage zu bestimmen. Einer technischen Anleitung für die Durchführung von Leistungsprüfungen muss auf einer späteren MEPC-Tagung zugestimmt werden.
4) Einer technischen Anleitung für die Durchführung von Leistungsprüfungen muss auf einer späteren MEPC-Tagung zugestimmt werden.
5) Alle Beispiele im Anhang dienen ausschließlich der Veranschaulichung der vorgeschlagenen Berechnungs- und Überprüfungsmethoden.
6) Es wird auf IEC 61215 "Terrestrische Photovoltaik-(PV-) Module - Bauarteignung und Bauartzulassung" für terrestrische kristalline Silicium-Photovoltaik(PV)-Module und auf IEC 61646 "Terrestrische Dünnschicht-Photovoltaik(PV)-Module - Bauarteignung und Bauartzulassung" für terrestrische Dünnschicht-PV-Module verwiesen.
7) IEC 61683 "Photovoltaische Systeme - Stromrichter - Verfahren zur Messung des Wirkungsgrades".
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(Stand: 17.11.2023)
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