Optimierung von Energiekonvertern
Die Systeme zur Umwandlung der Energie sind bei der Dekarbonisierung der Schifffahrt von großer Bedeutung. Unter den Energiekonvertern werden die Elektrifizierung von Schiffsenergiesystemen unter Verwendung alternativer Energiespeicher, Energiewandler, Plug-In- und Stromübergabe-Technologien zusammengefasst. Aufgrund ihrer Flexibilität und Anpassungsfähigkeit sind Verbrennungsmotoren als etablierte Technologie von großer Bedeutung für erneuerbare Antriebsstoffe. Darüber hinaus können Verbrennungsmotoren als Teil eines hybriden Systems verwendet werden, das auch Brennstoffzellen umfasst.
Die Integration neuer Energiekonverter erfordert eine sorgfältige Systemoptimierung, um deren Leistung und Zuverlässigkeit in maritimen Umgebungen zu gewährleisten. Dabei sind die Lastprofilmessung und Systemoptimierung der Energiekonverter auf Schiffen entscheidend für die Steigerung der Effizienz und die Reduzierung der Emissionen. Neuartigen Brennstoffzellen funktionieren mit Wasserstoff, Erdgas, Methanol oder Synthetik-Treibstoffen. Dadurch lassen sich vorhandene Energiesysteme auch schrittweise umrüsten. Vielversprechende Energiekonverter für den maritimen Einsatz sind PEMFC (Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen) und SOFCs (Festoxid-Brennstoffzellen), da sie eine sehr effiziente Energieumwandlung ermöglichen.
Um den spezifischen Anforderungen von Schiffen und deren Einsatzprofilen gerecht zu werden, müssen jeweils verschiedene Arten von Kraftstoffen möglichst effizient genutzt werden. Dies erfordert eine Kraftstoffflexibilität zur Gewährleistung der Sicherheit, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit des Energiekonverters bei der Verwendung verschiedener Kraftstoffarten. Die effiziente Nutzung und Integration der Abwärme in das Gesamtsystem trägt dabei maßgeblich zur Steigerung der Energieeffizienz bei, beispielsweise durch eine Kraft-Wärme-Kopplung. Das Anforderungsprofil eines Energiekonverters in Bezug auf Speicherung, Nutzung und Systemintegration ist anspruchsvoll wodurch sich Entwicklungsbedarfe ergeben.