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Published by Siemens AG Industrial Solutions and Services (I&S) Marine Solutions P.O.Box 105609 D-20038 Hamburg,Germany Tel.: +49 (0)40-2889 2700 Fax: +49 (0)40-2889 3680 marine@siemens.com www.siemens.com/marine
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Navigare Necesse Est
Kurs: Zukunft Zuerst brachten wir Licht aufs Schiff. Jetzt arbeiten wir mit aller Kraft am vollelektrischen Schiff. Seite
Menschen, Visionäre, Pioniere Werner von Siemens, . . . Schifffahrt – Motor für Warenströme Bedeutung der Schifffahrt für den weltweiten Handel
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8 – 11
Siemens bringt Licht ins Dunkel Von der Glühlampe zur Bühnentechnik
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Ohne Verlängerungskabel: Schwimmende Kraftwerke Energie erzeugen und verteilen
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Die antreibende Kraft Der Antrieb wird elektrisch
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Mit Sicherheit an Bord Die Schifffahrt wird sicherer
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Realistische Visionen Zu neuen Horizonten
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Timetable Meilensteine der Elektrotechnik auf Schiffen
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Fotos/Abbildungen: Astilleros Balenciaga/Spain; Blohm + Voss Gmb/Hamburg; Deutsches Museum/München; Deutsches Schifffahrtsmuseun (DSM), Bremerhaven Elbe und Flut Archiv/Hamburg; FOTOFLITE/Norfolk; Fr. Lürssen Werft GmbH & co KG/Bremen; Hamburger Hafen- und Lagerhaus-AG/Hamburg; Hasenpusch-Photo/Hamburg; Howaldtswerke-Deutsche Werft AG/Kiel; Kon-Tiki Museum/Oslo; Marine-Offizier-Vereinigung/Bonn; Meyer Werft/Papenburg; Michael Nitz/Wedel; P&O Cruises/Southampton; Piper Verlag GmbH/München; Scandlines Deutschland GmbH/Rostock; Siemens-Archiv/München; Teijo Niemela/Finland; Ullstein Bild/Berlin; World Ship Photo Libary/Gillingham; Yacht Photo Service/Hamburg;
Erkunden, erobern, fischen, Handel treiben – der Mensch wagt sich aus vielerlei Gründen aufs Wasser, seit Jahrtausenden. Seetüchtige Kanus aus Baumstämmen gab es schon in vorgeschichtlicher Zeit. Phönizier, Römer, Wikinger, Hansestaaten eroberten Länder und Märkte auf dem Seeweg. Spanier, Holländer, Engländer gründeten weltweite Imperien auf ihre starken Flotten. Der Paddler im Einbaum hatte nichts als seine Muskelkraft. Galeeren, in denen Hunderte schufteten, markierten Höhepunkt und Grenzen des Prinzips. Weiter führte die Idee, Windkraft zu nutzen: vom simplen Tuch an einem Mast bis zur komplexen Takelage der schnellen Clipper. Es hat lange gedauert, ehe eine dritte Kraft an Bord kam: 1838 wurde der Atlantik erstmals mit einem Dampfschiff bezwungen. Schon 1879 lieferte dann Siemens Beleuchtungsanlagen und führte Elektrizität auf den Schiffen ein. Siemens-Geräte dienten bald auch der Navigation, Maschinensteuerung und Belüftung, und als der Dieselantrieb seinen Siegeszug im Schiffbau begann, eroberte Siemens-Technik das gesamte übrige Schiff: von der Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie über den Antrieb von Winden und Rudern bis zum Hauptantrieb. Der Frachtverkehr auf den Meeren nimmt im Zeichen der globalisierten Wirtschaft weiter zu. Außerdem sind moderne Fähren gefragt, Kreuzfahrtschiffe, Marine-Einheiten. Dabei werden umweltfreundliche, elektrische Energieerzeugung – Brennstoffzellen! – und elektrischer Antrieb – supraleitende Motoren! – eine wachsende Rolle spielen. Technologien, bei denen Siemens Schrittmacher ist. Mit dieser Broschüre laden wir Sie ein zu einer maritimen Zeitreise: durch 125 spannende Jahre Siemens Schiffbau bis heute – und weiter in eine vielversprechende Zukunft. Willkommen an Bord.
Das Innere der Großen Maschinenhalle auf der Internationalen Elektrotechnischen Ausstellung in Frankfurt am Main mit Blick auf den starkstromtechnischen Ausstellungsbereich von Siemens & Halske, 1891.
Die rasante Entwicklung der Technik ist untrennbar mit legendären Namen verbunden – Namen von Männern, die Pioniere auf ihrem Gebiet waren, die eine Idee mit Genie und Feuereifer bis zur Verwirklichung entwickelten. Einer dieser Namen ist Siemens. Werner von Siemens vereinte Vision, technischen Verstand und kaufmännisches Geschick; kaum jemand hat die Nutzung der Elektrizität so vorangetrieben wie er.
Menschen, Visionäre, Pioniere
Menschen, Visionäre, Pioniere Zeigertelegraph: Der erste Schritt 1847 gründete der 31-jährige Werner von Siemens mit dem Mechaniker Johann Georg Halske in Berlin die „Telegraphen Bau-Anstalt“. Ihr erstes Produkt war der von Siemens verbesserte Zeigertelegraph. Im Grunde war damit der erste Schritt zum Schiffbau getan. Denn zum einen würde Siemens mit verwandter Technik wenig später Kommunikation und Steuerung an Bord der Schiffe dominieren. Zum anderen engagierte Siemens sich früh in der Produktion und Verlegung von Telegraphenkabeln. Und das war der unmittelbare Anlass, mit Siemens-Technik an Bord zu gehen.
diese Technik den Bau der ersten brauchbaren U-Boote möglich. Siemens hatte gezeigt: Es geht! Wegweisend: Der Kreiselkompass
Werner von Siemens, 1843
Sigmund Schuckert Auf der Berliner Gewerbeausstellung, 1879: Die erste elektrische Eisenbahn der Welt (mit Fremdstromversorgung), gebaut von Siemens. Verlegungswege der Transatlantik-Kabel
Otto Krell
Siemens macht Licht auf der Faraday 1874 kaufte die englische SiemensNiederlassung das Spezialschiff Faraday, um Transatlantik-Kabel zwischen England und Amerika zu verlegen. Damit die Arbeit auch bei Dunkelheit weitergehen konnte, installierte Siemens 1877 einen Generator und eine helle Bogenlampe auf der Faraday. Sie war damit das erste elektrifizierte Schiff der Welt. Von 1879 an folgten zahlreiche weitere. Voraussetzung war 1866 Werner von Siemens’ Entdeckung des elektrodynamischen Prinzips.
Johann Georg Halske, um 1855
Dokumentationszeichnung Kreiselkompass, um 1914
Hans-Joachim Kosack
Als Vordenker zeigte sich Werner von Siemens auch bei der Suche nach besseren Kompassen. Schon 1888 erwarb Siemens das Patent für einen Kreiselkompass, der auch hinter den dicken Stahlwänden moderner Schiffe funktionieren würde, doch die Schwierigkeiten schienen prinzipiell unüberwindbar. Auch ein zweiter Versuch wurde 1904 gestoppt. Konkurrenten waren kaum erfolgreicher; erst 1908 präsentierte Hermann AnschützKaempfe einen halbwegs brauchbaren Kreiselkompass. Und das Siemens-Patent von 1888 spielte noch lange eine Rolle beim Streit um vage formulierte Patentschriften: Die komplexen Probleme des Kreiselkompasses führten bestehende Strukturen der Forschung und Entwicklung an ihre Grenzen. Später brachten Erfinder wie Anschütz-Kaempfe und Boykow ihre Werke in größere Firmen wie Siemens ein, wo große Teams an der Weiterentwicklung arbeiten konnten. Pioniere bei Siemens: Es geht!
Dynamomaschine, 1866
Damit machte er 1866 die praktische Anwendung der Elektrizität erst möglich. Mit seiner Dynamomaschine lässt sich mechanische Energie auf wirtschaftliche Weise in elektrische Energie umwandeln. Siemens setzt die Welt in Bewegung Als nächstes widmete Siemens sich dem umgekehrten Prozess: der Gewinnung von Antriebsenergie aus elektrischem Strom. 1879 setzte er die weltweit erste Elektrolokomotive auf die Schienen; schon wenig später prägten elektrische Straßenbahnen das Bild der Städte. Im Schiffbau dauerte es länger, bis der elektrische Antrieb sich durchsetzte. Doch Werner von Siemens selbst wies noch den Weg: 1886 ließ er die kleine Elektra bauen, das erste elektrisch angetriebene Schiff der Welt. 20 Jahre später machte
Es geht – immer wieder haben Männer in diesem Geist bei Siemens Pionierarbeit geleistet. Sigmund Schuckert zum Beispiel, dessen Nürnberger Werke 1903 mit Siemens vereint wurden: 1886 gelang es ihm, den ersten Glas-Parabolspiegel für elektrische Scheinwerfer herzustellen und zu schleifen – gegen den Rat erfahrener Optiker! Die Produktion von SchiffsScheinwerfern war dann über Jahrzehnte ein tragender Pfeiler für Siemens Schiffbau. Oder Otto Krell, erster Leiter der SchiffbauAbteilung: Er war maßgeblich an der Entwicklung von E-Anlagen für Marine und Handelsschifffahrt beteiligt. Oder HansJoachim Kosack, Grells Nachfolger von 1951 bis 1966: Gegen manche Skeptiker kämpfte er erfolgreich für die Einführung des Drehstroms in der Schifffahrt. Auch heute arbeiten Menschen bei Siemens im Geist dieser Pioniere: zum Beispiel am vollelektrischen Schiff der Zukunft. Und es wird kommen.
Zeigertelegraph, 1847
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Schifffahrt – Motor für Warenströme
Der Hamburger Hafen um 1908
Wenn heute von Transportmitteln die Rede ist, denken die meisten Leute wohl an Auto, Flugzeug und Eisenbahn. Schiffe scheinen dagegen mitsamt der Seefahrerromantik ein wenig der Vergangenheit anzugehören. Welch ein Irrtum! Richtig ist daran nur, dass das Schiff als Reisemittel passé ist. Die großen Linien-Passagierschiffe haben schon bald nach dem Krieg Konkurrenz durch die großen Propellermaschinen bekommen; gegen die Jets hatten sie dann keine Chance mehr. Viele Fähren werden heute ersetzt durch Brücken oder Tunnel. Sicher, auf Kreuzfahrtschiffen vergnügen sich wieder mehr Personen, aber im Großen und Ganzen zählt: Über 80 % des Güterverkehrs geht heute über See! Der Welthandel ist ohne Schiffe gar nicht mehr denkbar. Die englische Sprache ist sehr treffend, wenn sie Versand einfach „shipping“ nennt.
Schifffahrt – Motor für Warenströme Die Flotte wächst weiter
Immer bessere Schiffe
Die Seefahrerromantik mag tatsächlich der Vergangenheit angehören. Der Güterverkehr auf Schiffen aber hat in den vergangenen 100 Jahren erst richtig angefangen, und das größte Wachstum setzte erst nach dem Zweiten Weltkrieg ein. Wir erlauben uns an dieser Stelle ein paar Zahlen – sie sprechen Bände: Im Jahr 1900 hatte die gesamte Welt-Handelsflotte 29 Millionen Bruttoregistertonnen (BRT). 1950 waren es schon 85 Millionen – fast das Dreifache. Aber nur 20 Jahre später hatte sie sich wiederum fast verdreifacht: 227 Millionen. Und noch einmal zehn Jahre später fast verdoppelt: 420 Millionen BRT. Zu jener Zeit, kurz nach den Ölkrisen, schien das Wachstum beendet. Doch bis zum Jahr 2003 hat die Flotte noch einmal um 100 Millionen auf über 500 Millionen BRT zugelegt.
Möglich wurde diese Leistung erst durch den Fortschritt im Schiffbau: Holz wurde durch Stahl ersetzt, Segel wichen der Dampfmaschine, die der Dampfturbine und die schließlich dem Dieselmotor, dessen Effizienz ständig gesteigert wurde. Containerschiffe ermöglichten einen viel schnelleren Umschlag der Waren. Nicht zuletzt hatten Siemens und die Elektrotechnik einen großen Anteil an dieser Entwicklung: Ohne Beleuchtung und ohne elektrische Hilfsantriebe hätten die Schiffe nicht so groß werden können. Ohne elektrische und elektronische Steuerungen wären sie nicht so wirtschaftlich und sicher.
Elektrisch betriebene Ladewinden ermöglichen schnelleren und komfortableren Ladungsumschlag.
Mit Hilfe der zusätzlichen „Baumwinden“ ist z. B. das planparallele Verladen von Containern oder ein präzises „Spotloading“ von Automobilen möglich (Mitte der 60er-Jahre).
Siemens bleibt auf Kurs
BRT in Mill.
Wo es nicht auf äußerstes Tempo ankommt, sind Schiffe unschlagbar preiswerte und energiesparende Transportmittel. Gleichwohl wächst der Bedarf an noch sparsameren und umweltfreundlicheren Antrieben. Die Lösung wird im elektrischen Antrieb modernster Prägung liegen. Und selbst wenn die Welt-Handelsflotte nicht mehr weiter wachsen sollte, müssen doch Jahr für Jahr veraltete Schiffe durch moderne ersetzt werden. Ein riesiger Markt. Und Siemens ist, wie seit 125 Jahren, maßgeblicher Schrittmacher des technischen Fortschritts.
Das Motorschiff MV Glenogle – ein typischer Stückgutfrachter der 60er-Jahre.
500 400
Der Hamburger Hafen um 1883 300 200 100
1900
1950
2000
Globale Vernetzung Dass die Weltbevölkerung in den letzten Jahrzehnten dramatisch angewachsen ist, erklärt einen Teil dieser Entwicklung. Eine große Rolle spielt das Öl: Erst nach dem Krieg wurde das Mineralöl zum Hauptenergieträger und -rohstoff der Weltwirtschaft. Dafür musste und muss es von den Förderregionen zu den Verbrauchern transportiert werden; 40 Prozent der Welt-Schiffstonnage entfällt auf die Tankerflotte. Schließlich ist es der Prozess der Globalisierung, die stetig enger werdende Vernetzung der Volkswirtschaften, die den Strom des Güterverkehrs weiter anschwellen lässt.
Mit der Erfindung der Container kam ein ganz neuer Schiffstyp in die Häfen: das Containerschiff.
Containerschiffe erforderten völlig neue Umschlagseinrichtungen bis hin zu komplett neuen Häfen.
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Siemens bringt Licht ins Dunkel Ob Fischerboot oder Fregatte, ob Segelschiff oder Dampfer – unter Deck sah es vor 125 Jahren überall gleich finster aus. Wenn der Kapitän sein Logbuch füllte, der Lademeister nach verstauten Gütern sah oder der Matrose in der Koje einen Brief von der Liebsten las, so taten sie das beim trüben Schein von funzligen, stinkenden Ölleuchten. Das änderte sich erst, als Siemens an Bord kam und richtig Licht im Bauch der Schiffe machte.
Kabellegeschiff Faraday, 1874 eigens für Siemens gebaut.
Siemens bringt Licht ins Dunkel Den Bogen raus
hätten nie alle gleichzeitig geleuchtet. Aber Siemens hatte 1905 mit der ersten Metallfaden-Lampe („Tantal“) eine erhebliche Verbesserung eingeleitet.
Den ersten Schritt aufs Wasser unternahm 1874 die englische Tochterfirma Siemens Brothers. Sie betrieb ein Spezialschiff, die Faraday, um Telegraphenkabel zwischen Europa und Amerika im Atlantik zu verlegen. Damit diese Arbeit bei Dunkelheit nicht unterbrochen werden musste, wurde 1877 eine E-Anlage auf der Faraday installiert, weltweit die erste auf einem Schiff: ein Gleichstromgenerator und eine große Bogenlampe. In dieser Lampe wurden zwei Kohle-Elektroden unter Spannung gesetzt, bis ein hell strahlender Lichtbogen dazwischen entstand. So konnte das Deck der Faraday in gleißendes Licht getaucht werden. Ein Jahr später brachte Siemens die Differential-Bogenlampe auf den Markt, bei der die abbrennenden Kohlestäbe automatisch nachreguliert wurden. So konnten mehrere Lampen an einen Generator angeschlossen und damit auch für die Schiffsraumbeleuchtung eingesetzt werden. Zwar eignet sich die Lichtbogentechnik eigentlich besser für punktförmig leuchtende Strahler, dennoch war ihr Licht damals konkurrenzlos gut, zumal Gasbeleuchtung auf Schiffen nicht in Frage kam. 1879 rüstete Siemens drei deutsche Schiffe mit E-Anlagen aus: Die Hannover, die Theben und die Holsatia erhielten Generatoren, Scheinwerfer und Innenbeleuchtung. Auch nach England lieferte Siemens und Halske in jenem Jahr für die City of Berlin eine Stromerzeugungs- und Beleuchtungsanlage. Diese Aufträge vor 125 Jahren gelten als offizieller Beginn einer langen Erfolgsgeschichte: Siemens war und blieb an Bord. 14.000 Lampen an Bord
Bei Licht betrachtet, löste
Der große Boom in Sachen die kleine Glühlampe eine Schiffsbeleuchtung begann aller- neue Ära im Schiffbau aus: dings erst ein paar Jahre später, Durch sie erst wurde der als brauchbare Glühlampen auf Bau wirklich großer Schiffe den Markt kamen. 1883 rüstete möglich, deren viele Räume Siemens erstmals ein Schiff damit unten im Schiffsbauch aus: den Dampfer Elbe des Nord- sonst gar nicht zu deutschen Lloyd. Knapp zwanzig beleuchten und also nicht zu nutzen gewesen wären. Jahre später feierte Siemens geradezu ein Lichterfest, als der Schnelldampfer Imperator mit 14.000 Glühlampen beleuchtet wurde. Wären das noch die ursprünglichen, empfindlichen Kohlefadenlampen gewesen – die 14.000 14
Scheinwerfer – Die Seele vom Geschäft
1912 einer der größten Schnelldampfer: die 52.000-BRT-Imperator der Reederei HAPAG, ausgerüstet mit SiemensE-Anlagen.
1905 brachte Siemens die Tantallampe auf den Markt. Sie hatte deutliche Vorteile gegenüber der bisherigen Kohlefadenlampe: helleres Licht und eine sehr viel längere Lebensdauer.
Mit dem Scheinwerfer auf der Faraday hatte Siemens sein maritimes Geschäft begründet, und Scheinwerfer waren dann lange Zeit die Hauptstütze dieses Geschäfts. Das hing wieder mit Pionierarbeit zusammen – diesmal geleistet von Sigmund Schuckert in Nürnberg. Der ließ 1886 erstmals einen Glas-Parabolspiegel für Scheinwerfer herstellen, und die Schuckertwerke konnten dann die gesamte deutsche Marineflotte mit dem neuen, hellen Scheinwerfer beliefern. Als Siemens die Schuckertwerke 1903 übernommen hatte, machte die Siemens-Schiffbauabteilung mit Such- und Signalscheinwerfern jahrelang ein Drittel ihres Umsatzes. Erst die Entwicklung elektronischer Ortungs- und Kommunikationssysteme ließ später die Bedeutung der Scheinwerfer so schrumpfen, dass Siemens deren Fertigung schließlich Spezialfirmen überließ.
Siemens-Schuckertwerke-Küstenscheinwerfer mit einem Glasparabolspiegel von 2 m Durchmesser und elektrischer Fernsteuerung, um 1912
Stimmungsvolle Beleuchtung für eine laue Sommernacht auf See
Längst dominiert auf den Schiffen moderne Leuchtstoff-Technik. Zuverlässig, sparsam – aber in der Regel keine Hingucker. Doch gelegentlich werden auf See auch mal wieder Lichteffekte inszeniert, die an die Tradition der prächtig leuchtenden 14.000 Glühlampen auf der Imperator anknüpfen. Auf Passagierschiffen, vor allem auf Kreuzfahrern, ist es mit sachlich-praktischer Beleuchtung eben nicht getan. Da kommt es auf die rechte Stimmung an. Mit ausgefeilter Siemens-Bühnentechnik zum Beispiel, wenn im großen Tanzsaal die Nacht zum Tage gemacht wird.
Modernste Bühnentechnik gehört heute zum Standard der Kreuzfahrer.
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Ohne Verlängerungskabel: Schwimmende Kraftwerke Mit elektrischem Licht begann die Geschichte von Siemens zur See. Gutes Licht wurde gebraucht an Bord, und elektrisches Licht war das beste. Nur musste man dafür natürlich Strom bereit stellen, das heißt: „mit Bordmitteln“ herstellen, denn Verlängerungskabel, das ging höchstens im Hafen.
Vor dem Einsatz von Elektroantrieben: Anlegemanöver mit einem handbetriebenen Verholspill auf einem Segelschiff.
Ohne Verlängerungskabel: Schwimmende Kraftwerke Die Zahl der Verbraucher wächst Energieträger an Bord war Dampf von der Hauptmaschine. Mit Dampf wurde das Schiff vorangetrieben, und mit Dampf konnte man auch alle notwendigen Hilfsmaschinen, wie Pumpen, betreiben. Nur für die elektrische Lampe nutzte der Dampf wenig. Deshalb bekam schon die Faraday 1877 zu ihrer neuen Lichtbogenlampe einen Gleichstrom-Generator samt eigener 4 PS-Dampfmaschine. An dieser Technik änderte sich nicht viel, so lange Lampen und später Maschinentelegraphen die einzigen elektrischen Verbraucher an Bord waren. Dann aber wurden – nicht zuletzt wegen der neuen Innenraumbeleuchtung – immer größere Schiffe gebaut, so dass Dampfleitungen zu entfernten Hilfsmaschinen allzu lang und kompliziert geworden wären – mit entsprechenden Verlusten und Fehlerquellen. Deshalb kamen als nächstes die Elektromotoren an Bord: für die Ruderanlage zum Beispiel, für Winden, Lüfter und Decksmaschinen. Der luxuriöse Passagierdampfer Imperator hatte außer seinen 14.000 Glühlampen und elektrischer Übermittlung von Steuerbefehlen schon 225 Motoren mit insgesamt 1.200 kW an Bord. Fünf Turbodynamos mit einer Gesamtleistung von 1.440 kW brachten ihre Energie über 800 Kilometer armierter Kabel und 1.600 Kilometer Gummiaderleitungen zu den Verbrauchern.
Diesel und Strom – ein starkes Team
Schiffsdynamoanlage in den Jahren nach 1880
Der erste Groß-Dieselmotor mit der erstaunlichen Leistung von bereits 12.000 PS, vorgesehen für das Linienschiff Prinzregent Luitpold. Bestellung 1909, Testbeginn 1914, Fertigstellung 1916
Elektrisch angetriebene Ladewinde auf dem Motorschiff Selandia, 1911
Synchro-Generator, 2001
Vor allem aber eröffnete der allmähliche Siegeszug des Dieselmotors den elektrischen Vettern ein großes Arbeitsfeld auf den Schiffen. Wo ein Dieselmotor das Schiff antreibt, gibt es keine Siemens lieferte Dampfkraft mehr abzuElektromotoren für zweigen für den Betrieb der die Winden, und dazu die größeren Genera- Hilfsmaschinen: In Ladewinden, Manöverwinden, toren, die SchaltRuderanlagen surrten daher anlagen und die spezielle Verkabelung. überall Elektromotoren. Siemens lieferte sie, und dazu die größeren Generatoren, die Schaltanlagen und die spezielle Verkabelung. Die Stromerzeugung wurde nach und nach ebenfalls verdieselt – selbst auf Dampfschiffen: Schon 1912 ließ die Kaiserliche Marine den Strom auf mehreren Dampf-Linienschiffen mit Dieselmotoren erzeugen. O’zapft is’ – Kraft von der Propellerwelle Auf den ersten Blick erstaunlich: Ob Dampfmaschine oder Dieselantrieb – immer wurde der Strom an Bord mit eigenen Hilfsmaschinen erzeugt. Die nahe liegende und energiesparende Idee, die ohnehin ständig laufende Propellerwelle und damit den Schiffsmotor „anzuzapfen“, fand zunächst wenig Interesse, weil Schweröl, das den so genannten Hauptdiesel antrieb, fast nichts kostete.
Seit 1967 liefert Siemens Wellengeneratoranlagen mit denen sich zusätzlicher Strom von der Propellerwelle gewinnen lässt.
Später hätte man dies gerne gewollt, doch die neue Drehstromtechnik mit konstanter Frequenz verlangte nach konstanter Propellerdrehzahl – damals illusorisch. Erst die Halbleitertechnik machte es Mitte der 60er-Jahre möglich, den von der Propellerwelle gewonnenen Strom so umzuformen, dass er in der nötigen Konstanz zur Verfügung steht. Je teurer der Brennstoff wurde, desto mehr Reeder interessierten sich für die junge Wellengeneratortechnik von Siemens.
Im Jahre 1909 baute Siemens zwei Versuchsboote, ausgerüstet mit je einem 20 PS Benzinmotor. Auf dem gleichen Wellenstrang befand sich eine Gleichstrommaschine, die sowohl als Motor wie auch als Generator arbeiten konnte – die Grundlage für heutige Wellengeneratoranlagen.
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Ohne Verlängerungskabel: Schwimmende Kraftwerke
Neue Kraftquellen erschließen
Käfigläufer und Uhrentrick: Der Dreh mit dem neuen Stromsystem Bis 1954 blieb die Welt der elektrischen Schiffsausrüstungen eine Gleichstromwelt, so wie vor 125 Jahren. Dass es dann anders wurde, ist im wesentlichen auf Siemens-Pionierarbeit zurückzuführen. Bei Siemens hatte man die potenziellen Vorteile eines Drehstromsystems auch im Schiffbau schon lange erkannt. Zwei Siemens-Erfindungen machten den Umstieg möglich; in der poetischen Sprache der Techniker heißen sie „Konstantspannungsgeneratoren“ und „polumschaltbarer Käfigläufermotor“. 1955 stach das erste „Drehstromschiff“ in See, die Hamburger Cap Blanco. Erfolgreich. Es gab allerdings Kunden, die hinsichtlich der feinfühligen Steuerung von Drehstrom-Ladewinden mit dem „Käfigläufermotor“ ihre Zweifel hatten. Solche Kunden schleppte Siemens-Ingenieur Lutz Auer gern zu seiner Vorführ-Winde in Hamburg. An der Winde hing, in fünf Meter Höhe, ein tonnenschwerer Zementklotz. Auer überredete seine Kunden, dass sie ihre Armbanduhren auf den Boden unterhalb des Klotzes legten. Dann ließ Auer den Klotz heruntersausen und stoppte ihn erst ein paar Zentimeter über der Uhr. Ob es allein an den erleichterten Uhrenbesitzern gelegen hat, ist fraglich, aber: Die Drehstromtechnik trat bald, erst in der deutschen, dann in der weltweiten Schifffahrt, einen triumphalen Siegeszug an.
In den folgenden Jahren hat Siemens kontinuierlich daran gearbeitet, die Stromerzeugung und -verteilung an Bord noch wirtschaftlicher, sicherer und wartungsfreundlicher zu machen. Dabei spielt die Halbleitertechnik eine entscheidende Rolle. Elektronisches Power-Management garantiert, dass das Netz stabil bleibt und jederzeit an jedem Ort die notwenEine neue Kraftquelle dige Energie zur Verfügung stellen an Bord erschließt kann. In jüngster Zeit ist Siemens die Brennstoffzellenmaßgeblich daran beteiligt, die technologie. Mit Energieversorgung der Schiffe auf Brennstoffzellen eine ganz neue Grundlage zu stellen. wird Energie direkt, Generatoren und Strombegrenzer sparsam und völlig auf Basis der Hochtemperaturgeräuschlos erzeugt. Supraleiter-Technologie (HTS) machen konventionell erzeugte Energie auf ungeahnt effiziente Weise in extrem stabilen elektrischen Bordnetzen verfügbar.
Die Cap Blanco war 1955 das erste „Drehstromschiff“ der Reederei Hamburg Süd.
Die ersten 1955 an Bord eingesetzten Drehstrom-Ladewinden auf der Cap Blanco (Kühllüfterklappe geöffnet)
HTS-Technologie wird künftig auch bei der Energieerzeugung an Bord zu deutlich wirtschaftlicheren und sichereren Lösungen führen.
Die Kraftwerke an Bord versorgen das komplette Schiff mit elektrischer Energie. Wie bei Anlagen an Land, kann es auch hier im Fehlerfall zu Kurzschlüssen kommen. Strombegrenzer schalten bei Kurzschluss rechtzeitig ab und verhindern somit Folgeschäden, die zur Manövrierunfähigkeit des Schiffes oder Brand führen können.
Dreifach polumschaltbarer 38-kW-DrehstromKäfigläufermotor für den Antrieb von Ladewinden (1954)
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Die Bilderserie aus dem Labor für Hochleistungstechnik verdeutlicht, welche Kräfte frei werden können. Schutzeinrichtungen und Anlagenteile sind danach zum Teil unbrauchbar. Strombegrenzer in HTS-Technologie, die noch schneller, nahezu unbemerkt den Strom begrenzen, werden künftig für noch mehr Sicherheit an Bord sorgen.
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Zwischen Dampf und Diesel – eine Lücke für den Elektromotor. Als Siemens 1879 seine ersten elektrischen Anlagen auf Schiffen installierte, da herrschte an Bord die Dampfkraft, unumschränkt. Der Strom wurde mit kleinen Dampfmaschinen erzeugt, die Vortriebskraft mit großen – und immer größeren. Ihren Höhepunkt fand die Entwicklung der Kolbendampfmaschine 1902 mit hausgroßen Ungetümen von 17.000 PS; zwei davon trieben etwa den 19.000 tSchnelldampfer Kaiser Wilhelm II an. Mit Zylinderbohrungen von fast drei Metern geriet man dabei aber an technische Grenzen.
Die antreibende Kraft
Die antreibende Kraft
Dampf machen
Das Boot. Die Herausforderung.
Anfang des 20. Jahrhunderts ging man zu Turbinen-Dampfmaschinen über, jedenfalls bei großen Schiffen: Im 54.000 t-Schnelldampfer Vaterland leistete 1914 die Turbinenanlage schon 60.000 PS. Damit die Vaterland ihre Dampfkraft entfalten konnte, musste das Schiff güterzugweise Kohlen bunkern, fast 9.000 Tonnen, die dann von 377 schwerst arbeitenden Heizern und Trimmern in 46 Kesseln rund um die Uhr verheizt werden musste. Doch dieses Problem wurde bald dadurch gelöst, dass man die Kessel der großen Turbinenschiffe mit Öl beheizte. Parallel dazu begann der Dieselmotor seinen allmählichen, aber vollständigen Siegeszug im Schiffbau. Man kann also nicht sagen, dass sich im Schiffbau eine Marktlücke für den Elektroantrieb offen anbot. Dennoch wurde „E“ auf See zum treibenden Faktor.
Schließlich war es das U, welches das E beim Schiffsantrieb zur Notwendigkeit machte. Weil Tauchfahrten mit Dampfoder Verbrennungsmotor unmöglich waren, und weil in den Tauchschiffen alles auf engstem Raum konzentriert werden musste, wurde das U-Boot zur entscheidenden Herausforderung für ElektroIngenieure im Schiffbau.
Der dynamische Mann: Werner von Siemens Der erfinderische Ingenieur und Geschäftsmann ließ nichts unversucht, wenn es um die praktische Anwendung der Elektrizität, „seines“ elektrodynamischen Prinzips ging. So wurde er zwölf Jahre nach der Faraday wieder zum Schiffs-Bauherrn und ließ 1886 die Elektra bauen – ein knapp zwölf Meter langes Schiffchen. Dessen 4,5 kW starker Elektromotor wurde gespeist und gesteuert durch vier einzeln zuschaltbare Akku-Blöcke. Das weltweit erste Schiff mit elektrischem Propellerantrieb war maximal 12 km/h schnell und konnte mit voller Kraft drei Stunden lang fahren, ehe die Akkus erschöpft waren.
Rudergänger eines U-Bootes, deutlich zu sehen (v.u.n.o.) Kreiselkompass, Ruderlagenanzeiger und Maschinentelegraph.
Eine der leistungsstärksten damaligen Kolbendampfmaschinen: 17.000-PS-Vierfach-Expansionsmaschine für das Fahrgastschiff Kronprinzessin Cäcilie um 1907.
In Deutschland wurden die ersten U-Boote 1904 gebaut – für die Marine des russischen Zaren. Und Siemens war dabei; das Petersburger SiemensWerk lieferte die Maschinen für alle drei Boote. Als ab 1906 die deutsche U-Boot-Produktion anlief, war Siemens maßgeblich an den ständigen Verbesserungen beteiligt und lieferte bis 1918 fast 90 Prozent aller E-Maschinen und Schaltanlagen für die 374 deutschen U-Boote.
U 226, U-Boot vom Typ VII B
1.840-kW Doppel-E-Maschine
Optimierter Antrieb Die stetige Verbesserung und Weiterentwicklung des U-Boot-Antriebs wurde auch in den folgenden Jahrzehnten und bis in die Gegenwart von Siemens-Ingenieuren maßgeblich vorangetrieben. So entwickelte Siemens den Permasyn-Motor, zunächst für die U-Boote der Bundesmarine und später dann für U-Boote ausländischer Marinen. Dieser Motor vereint alle Tugenden, die unter Wasser so wichtig sind und entscheidend sein können: Er ist vergleichsweise klein und leicht, er ist stufenlos regelbar, läuft besonders leise; durch seinen hohen Wirkungsgrad nutzt er die Energie besonders gut aus und arbeitet zuverlässig auch unter extremen Bedingungen. Hochtemperatur-Supraleiter. Neue Lösungen
Die Fahrgäste waren begeistert von dem leise surrenden und kaum vibrierenden Boot.
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Der Permasyn-Motor optimiert den Antrieb von U-Booten.
Auch heute ist Siemens Schrittmacher bei der Entwicklung neuer, ja revolutionärer Schiffsantriebe. Da ist in erster Linie die Hochtemperatur-Supraleiter-Technologie (HTS) zu nennen. Mit ihr ist es möglich, Motoren und Generatoren noch leichter und kompakter zu bauen.
Die Elektra, das erste elektrisch angetriebene Wasserfahrzeug, um 1886.
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Die antreibende Kraft
bei den Luxuslinern nicht auf äußerste Geschwindigkeit, wohl aber auf Komfort durch besonders vibrations- und geräuscharmen Motorenlauf ankommt.
E – wie Eisbrecher Außerhalb des U-Boot-Baus nimmt der Elektromotor als Schiffsantrieb stets die Rolle des Spezialisten ein. Das ist nicht verwunderlich – handelt es sich doch eigentlich um dieselelektrische, selten dampfelektrische Antriebe, die also Dieselmaschinen als Primär- und Elektromaschinen als Sekundärmotoren (Generatorsätze) mit sich führen müssen. Das wird aber gern in Kauf genommen, denn der dieselelektrische Antrieb bietet entscheidende Vorteile: Die Generatorsätze können beliebig im Schiff untergebracht werden, getrennt von den Antriebsmotoren. Bei langsamer Fahrt und somit geringem Energiebedarf werden einzelne Generatorsätze abgeschaltet. Die Auslastung und der Wirkungsgrad werden so zu jeder Zeit optimal angepasst. Diese Vorteile kommen besonders den Fahrprofilen von Fähren, Spezial- und Offshoreschiffen oder auch Eisbrechern entgegen. Motoren für Eisbrecher sind die dicksten Brocken, die Siemens je in Gleichstromtechnik geliefert hat: Die Sowjet-Eisbrecher Moskau, Kiew und Lenin erhielten in den sechziger Jahren je einen 8.100 kW-Motor von Siemens, außerdem je zwei Maschinen der halben Stärke. Aber auch die 1972 gebaute DB-Fähre Deutschland hatte zwei Kraftprotze von Siemens an Bord – mit je 7.720 kW.
Ein idealer Antrieb
Eisbrecher Moskva mit einer GleichstromPropellerantriebsanlage von 16.200 kW beim Brechen einer etwa 2 m dicken Eisdecke (1962)
Das Kreuzfahrtschiff Normandie, 1935
8.100-kW-Gleichstrom-Doppelmotor für den Antrieb des Mittelpropellers auf dem Eisbrecher Lenin (1959)
32.440-kW-Drehstrom-Synchromotor 2,3 kV, Drehzahl 121 min-1 für einen Schiffspropellerantrieb, um 1938. Einer der beiden 21.000 kW-Motoren des Kreuzfahrtschiffes Grand Princess
Die Idee für Pod*-Antriebe war nicht neu, aber Siemens-Ingenieure haben mit ihren Ideen und ihrem Know-how dieses Prinzip weiter entwickelt. Gemeinsam mit der Schottel GmbH entwickelten sie den Siemens-Schottel-Propulsor. Der elektrische Antriebsmotor liegt dabei außerhalb des Schiffes in einer um 360° drehbaren Gondel. Die Kühlung erfolgt durch das sie umströmende Seewasser. Für den Antriebsmotor setzt Siemens einen permanentmagneterregten Motor wie den Permasyn-Motor ein. Dieser Antrieb vereint eine Reihe von Vorteilen: So entfällt zum Beispiel die komplette Ruderanlage, das Schiff verfügt über eine hohe Manövrierfähigkeit, es erzeugt weniger Vibrationen und bietet deshalb mehr Komfort und Sicherheit. Und die Betriebskosten sind niedrig. Ein idealer *Die Bezeichnung Pod- Antrieb für Passagierschiffe Antrieb kommt aus und Fähren, Tanker, dem Englischen: Spezialschiffe . . . Pod = Gondel. Wie eine Triebwerksgondel beim Flugzeug, hängt der Pod-Antrieb unter dem Schiffsheck.
Elektras Erben haben Zukunft
Heute werden moderne DrehstromSynchronmotoren eingesetzt. Auf dem Kreuzfahrtschiff Grand Princess zum Beispiel sorgen zwei Motoren dieses Typs mit je 21.000 kW Leistung für den wirtschaftlichen Antrieb. In der Ruhe liegt die Kraft In den 30er-Jahren gab es mehrere Passagierschiffe mit elektrischem Antrieb. Die französische Normandie mit 79.000 BRT und vier mal 30.000 kW hatte einen der größten E-Antriebe, die je verbaut wurden. In Deutschland waren, zum Beispiel, die Potsdam und der Kreuzfahrer Robert Ley elektrisch angetrieben. Gerade bei Kreuzfahrtschiffen hat man sich seit einigen Jahren von Neuem auf das elektrische Prinzip besonnen, da es
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Kapitäne, die einmal mit einem Pod manövriert haben, weiß Siemens zu berichten, möchten nie wieder einen anderen Antrieb für ihr Schiff.
Montage eines modernen 21.000 kWDrehstrom-Synchronmotors
Die begrenzten Ölvorräte und Umweltaspekte zwingen zum Nachdenken darüber, wie der allgegenwärtige Dieselmotor im Schiffbau ersetzt werden könnte. Vieles weist dabei auf die Energiegewinnung durch Brennstoffzellen-Technologie hin. Dabei fällt direkt elektrischer Strom an, den es möglichst effizient in Vortrieb umzusetzen gilt – etwa mit Hilfe der HochtemperaturSupraleiter-Technologie (HTS). Das klingt noch immer futuristisch, doch beide Technologien hat Siemens schon jetzt bis zur Praxisreife hin mit entwickelt. In absehbarer Zukunft wird dem elektrischen Schiffsantrieb eine noch größere Bedeutung zukommen als heute.
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Als wir von Siemens vor 125 Jahren zum ersten Mal an Bord gingen, da brachten wir Stromerzeuger mit und Lampen und machten erst einmal Licht. Natürlich war das schon ein großer Schritt zu mehr Sicherheit: Ob das Licht nun aufs Deck gerichtet wird oder auf eine enge Fahrrinne mit Untiefen, oder ob es die Räume im Schiffsbauch erhellt – wenn der Seemann besser sieht, dann wird es sicherer auf dem Schiff. Um so mehr, als die alten, trüben Petroleumfunzeln auch noch eine erhebliche Brandgefahr darstellten.
Mit Sicherheit an Bord
Mit Sicherheit an Bord Mehr Licht – mehr sehen – mehr Sicherheit
Mit Siemens nicht zu übersehen: Leuchtfeuer
Das elektrische Licht wurde immer besser, zuverlässiger und sicherer – von der Bogenlampe über die Glühbirne bis zur modernen Beleuchtungsanlage. Daran hat Siemens entscheidend mitgearbeitet. Und ebenso an der Fortentwicklung der Scheinwerfer, die als Orientierungshilfe und als Morse-Blinkscheinwerfer viele Jahre lang zur Sicherheit auf See beitrugen.
Sehen und gesehen werden. Licht spielt in der Schifffahrt nicht nur als Beleuchtung eine Rolle. Immer mehr, immer größere und schnellere Schiffe erhöhten die Anforderungen an die landseitigen Einrichtungen: zum Beispiel bessere Orientierung der Schiffe im Küstenbereich durch Leuchttürme oder Seezeichen.
„Aye aye, Sir“ – damit Befehle auch ankommen Ein entscheidender Sicherheitsfaktor auf Schiffen ist die klare und eindeutige Befehlsübertragung – und das gleich zweifach: Zum einen muss die Schiffsführung ganz wörtlich Befehle an Besatzungsmitglieder übermitteln, die zum Teil viele Meter und mehrere Decks weit entfernt sind. Zum anderen müssen Steuerbefehle an Maschinen und Ruder übertragen werden: Wenn der Kapitän sein Schiff „zwei Strich backbord“ und „halbe Kraft voraus“ steuern will, dann muss unten im Maschinenraum und ganz achtern an den Rudern genau diese Information schnell, präzise und zuverlässig ankommen – sonst wird es gefährlich. Mit Sprachrohren und Seilzügen kam man da auf großen Schiffen schnell an Grenzen. Schon 1893 brachte Siemens den elektrischen Schiffstelegraphen mit „Sechsrollenmotor“ auf den Markt, den er zehn Jahre lang beherrschte. Dann ließ Siemens den „Drehmelder" folgen, der sich danach viele Jahrzehnte bewährte.
Erster Schuckert-Scheinwerfer mit einem geschliffenen Glasparabolspiegel von 70 cm Durchmesser, um 1886
Bild oben rechts: Moderne Revierzentrale an der Elbmündung
Im Jahr 1902 lieferte Schuckert ein Hochleistungs-Drehfeuer für den Leuchtturm Helgoland; die Kohle-Lichtbogenlampen garantierten die beachtliche Leuchtweite von 20 Seemeilen. In den folgenden Jahren rüstete Siemens noch mehrere Leuchtfeuer dieser Art aus – darunter das berühmte Feuerschiff Elbe 1. Später war Siemens beteiligt, als die Feuerschiffe durch automatische Stationen ersetzt und ergänzend ein System von Radaranlagen installiert wurde. So hat etwa Siemens die Arbeitsplätze der Radarlotsen ergonomisch so gestaltet, dass sie sich jederzeit auf ihre verantwortungsvolle Aufgabe konzentrieren können. Schnell und sicher geschaltet
Die ersten „größeren“ Schiffsschalttafeln mit vorderseitigen Schaltgeräten auf Marmorplatten, hier mit „Linienwählern“ auf dem DoppelpropellerPostdampfer König-Wilhelm II.
Funktionszeichnung des Sechsrollenmotors
Spezielle, wasserdichte Schiffsfernsprecher „für lärmerfüllte Räume“ garantierten, dass auch der Maschinist nicht Bahnhof verstand. Die Geräte zur Befehlsübertragung wurden kontinuierlich weiterentwickelt; seit den 60er-Jahren hielten auch hier elektronische Bauelemente Einzug.
Schiffsmaschinentelegraph mit dem Sechsrollenmotor von Siemens & Halske um 1895
Spezieller Schiffsfernsprecher für „lärmerfüllte Räume“, um 1908
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Rechts das Modell der 1902 gelieferten Scheinwerferanlage für den Leuchtturm Helgoland (oben) mit drei umlaufenden Glasparabolspiegel-Scheinwerfern und einem Richt-Scheinwerfer, jeder mit 75 cm Spiegeldurchmesser.
Die Rückseite der Marmorschalttafel auf dem Schnelldampfer Europa, um 1930
Die ersten E-Anlagen auf Schiffen waren noch sehr einfach geschaltet. Als die Zahl der Verbraucher wuchs und immer mehr sicherheitsrelevante Aggregate am elektrischen Netz hingen, stiegen die Anforderungen an die Schaltanlagen. Zum einen musste die Verfügbarkeit des Netzes jederzeit garantiert werden, zum anderen musste zuverlässiger Schutz etwa gegen Überlastung, Überhitzung und Brand installiert werden. Schließlich mussten auch die Seeleute vor Stromunfällen geschützt werden, deshalb führte man „Deadfront“-Schalttafeln ein, deren Bedienfelder keine stromführenden Teile mehr enthielten. Siemens gehörte zu den führenden Anbietern von SchiffsSchaltanlagen – die größte lieferte das Unternehmen 1930 für den französischen Luxus-Dampfer Normandie.
Moderne Schalttafel an Bord eines Fährschiffes
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Mit Sicherheit an Bord
Oberingenieur Proschmanns Klassiker
Der Computer erkennt die Situation, zeigt Notfallpläne und bietet dem Anwender Lösungsanweisungen. Nie hatte eine Mannschaft ihr Schiff so unter Kontrolle, nie konnte sie es so präzise und sicher steuern wie mit solch einem Bordnetz intelligenter Automation.
Ein unscheinbarer „Klassiker“, über viele Jahre bis in die jüngste Zeit bei Siemens produziert, ist der „Proschmann-Schalter“. Oberingenieur Proschmann vom SiemensSchaltwerk Berlin entwickelte ihn 1934 als Gleichstrom-Leistungsschalter für Propeller-Fahrantriebe. Die Marine blieb diesem überaus soliden und belastbaren Schalter über viele Jahrzehnte treu – es gab einfach nichts besseres.
Heute werden auf den Schiffen von überall an Bord permanent Mess- und Kontrolldaten an den Bordcomputer gemeldet.
Alle Daten werden am Monitor, der Schnittstelle Mensch/Maschine (Human Machine Interface), gut lesbar aufbereitet dargestellt.
Mehr Sicherheit durch Automation Ein Schiff fährt nur dann sicher, wenn alle Maschinen an Bord zuverlässig laufen – sonst ist selbst ein großes Schiff der Strömung und dem Wind ausgeliefert. Da die lebenswichtigen Maschinen für Antrieb und Steuerung oft weitab von der Brücke liegen, gehörten früher Kontrollgänge rund um die Uhr zu den ungeliebten Pflichten des Personals. Nach und nach übernahm elektronische Steuerung und Überwachung von Siemens diese Aufgabe. Sie registriert jederzeit, ob die Anlagen zur Energieerzeugung, ob Antrieb und Rudermaschinen korrekt arbeiten; sie registriert Fehler sofort, schlägt Alarm und schaltet in kürzester Zeit auf Reserveaggregate um, so dass das Schiff nie aus dem Ruder läuft.
Der Proschmann-Schalter Im Maschinenkontrollraum (MKR) laufen alle Mess- und Kontrolldaten zusammen.
Mit dem Daten-Netz alles unter Kontrolle Heute bietet Siemens umfassende Lösungen neuester Technologie für die Schiffsautomation – zur Überwachung, Alarmierung und Steuerung sämtlicher Maschinenanlagen, des Tank- und des Ballastsystems sowie der Laderäume. Eine Vielzahl Sensoren und Messpunkte sind in intelligente Überwachungseinheiten zusammengefasst und über ein schiffsweites Netzwerk (LAN) aus Glasfaserkabel verbunden. Die Datenmengen werden zu einfach verständlichen, grafischen Bildschirm-Darstellungen aufbereitet. So erkennt die Crew jederzeit den Betriebszustand der jeweiligen Schiffskomponenten – und kann bei Bedarf auch sofort über den Bildschirm mit Steuerbefehlen korrigierend eingreifen.
Schutz vor Feuer und Wasser Ein Schiff kann ohne Wasser nicht sein; Wasser ist sein Element. Aber bitte nur außenbords. Wenn aus irgendeinem Grund Wasser in den Rumpf dringen sollte, ist höchste Gefahr im Verzug. Erst recht gilt das natürlich bei Feuer an Bord. Feuer wie Wasser können einem Schiff besonders dann gefährlich werden, wenn sie unbemerkt an irgendeiner versteckten Stelle des riesigen Schiffskörpers aus- oder einbrechen. Zu den wesentlichen Sicherheitseinrichtungen an Bord gehört daher ein weitverzweigtes Netz an automatischen Feuermelde- und Löschanlagen. Gegen unbemerkt eindringendes Wasser lieferte Siemens Schmelzlotschon Ende der zwanziger Feuermelder Jahre automatisch anlaufende 19XX Leckpumpen. Diesem Zeichen kann man vertrauen Von der ersten Lichtmaschine bis zur modernen Überwachungs- und Steuerungstechnik: Siemens steht seit 125 Jahren für mehr Sicherheit im Schiffbau. Selbst ängstliche Landratten können eine Seereise besser genießen, wenn sie überall an Bord den vertrauten und beruhigenden Schriftzug entdecken: Siemens.
Erste elektrische Siemens-Fernsteuerung der Hauptmaschine von der Kommandobrücke aus auf den belgischen Fähren Rupel und Leie, um 1931
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Realistische Visionen Schwere Dieselmotoren im Schiffbau sind bislang unübertroffen, wenn es um den Wirkungsgrad geht, also den sparsamen Umgang mit knappem Öl. Obendrein sind die großen Motoren mit Schweröl zufrieden, einem beinahe teerartigen Restprodukt der Ölraffination. Allerdings sind gerade beim Verwenden des zähen, schwefligen Schweröls durch den Umweltschutz klare Grenzen gesetzt. Und, bei aller Sparsamkeit: Öl ist eigentlich zu schade zum Verbrennen. Dennoch rechtfertigt der niedrige Preis die Mittel und wird dem „Schiffsdiesel“ ein langes Leben bescheren. Umso wichtiger ist es daher, an neuen, alternativen Antriebsarten zu arbeiten.
Realistische Visionen
Die Zukunft auf dem Wasser ist elektrifiziert
Superleicht Supersparsam Supraleiter
Siemens steht in vorderster Linie bei der Erforschung und Entwicklung alternativer Schiffsantriebe, denn: Das „Green Ship“ der Zukunft – noch viel sparsamer, sicherer und dazu noch umweltfreundlicher – ist elektrisch. Fregatte der Zukunft In dem visionären Projekt „Fregatte der Zukunft“, so die Entwickler, sollen die vielfältigen Möglichkeiten zur computergestützten ganzheitlichen Konstruktion und Simulation eines Gesamtsystems Schiff umgesetzt werden. Das von der Industrie unter Federführung von Siemens entwickelte Konzept enthält eine Vielzahl technischer Lösungen: Stealth-Technik durch Verwendung spezieller Werkstoffe und Auslegung der Antriebsaggregate, einen hohen Automationsgrad zur Reduzierung der Besatzungsstärke, Ausrüstungsflexibilität durch modernen Aufbau, neueste Antriebstechnologien.
Zur Green-Ship-Technologie zählen Maßnahmen, betriebsbedingte Emissionen erheblich zu reduzieren, Erhöhung der Seeverkehrssicherheit in der nautischen und technischen Schiffsführung, umweltschonende Maßnahmen zur Ver- und Entsorgung sowie der Wartung und Instandhaltung. Modell „Fregatte der Zukunft“
Neben den Brennstoffzellen spielt die Technologie der Hochtemperatur-Supraleiter (HTS) im Schiffbau der Zukunft eine entscheidende und ergänzende Rolle. Bestimmte Materialien – Supraleiter – haben unterhalb einer bestimmten Temperatur keinen messbaren elektrischen Widerstand mehr. Sie haben daher eine fünfzigfach höhere Stromdichte und ermöglichen den Bau sehr kompakter und effizienter Maschinen. Siemens kann bereits große Erfahrung auf diesem Gebiet vorweisen. Beim Schiffbau sieht Siemens drei Aufgaben für HTS: 쐽 Kleine Generatoren mit hoher Leistungsdichte zur Speisung der Bordnetze 쐽 Leichte, kompakt bauende Motoren in Pods (Gondeln) und Waterjets zum Antrieb großer Überwasserschiffe. 쐽 Strombegrenzer, um die Standkraft dieser Bordnetze zu verbessern U-31 taucht schon mit Strom aus Brennstoffzellen
Brennstoffzellen Modul 120 KW
Siemens-Ingenieure entwickelten bereits einen 400 kW-Motor in HTS-Technologie, hier im Systemprüfhaus in Nürnberg.
Strom aus Brennstoffzellen Militärisch oder zivil – eine gewichtige Rolle fürs zukünftige vollelektrische Schiff spielt die Brennstoffzellen-Technologie: Wasserstoff und Sauerstoff werden chemisch vereinigt. Dabei entsteht nichts als Energie und – Wasser. Keine Abgase, kein Geräusch. Die Effizienz ist allen Verbrennungsprozessen weit überlegen. Die frei werdende Energie fällt direkt als elektrischer Strom an. So kommt automatisch in den schiffstechnischen Zukunftsplänen wieder der Elektromotor zum Zug. Modellzeichnung U31,2004. Unterseeboot Klasse 212, weltweit erstes U-Boot mit Hybridantrieb: Diesel-elektrischer Antrieb und außenluftunabhängiger Antrieb unter Einsatz von Brennstoffzellen.
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U-31 auf Erprobungsfahrt
In der neuesten U-Boot-Generation für die Bundesmarine ist die BrennstoffzellenTechnik schon serienreif verwirklicht. Der Permasyn-Motor von U-31 bezieht seine Antriebsenergie unter Wasser aus Brennstoffzellen. Die Siemens-Ingenieure sind sicher, dass das Prinzip bald auch für Überwasserschiffe interessant wird. Zunächst wird es um Aggregate der Bordstromversorgung gehen, deren Betrieb in Häfen und Fjorden wegen der Abgase und des Lärms zunehmend als unzumutbar angesehen wird und bald gesetzlich stärker eingeschränkt wird. Siemens arbeitet an einem Brennstoffzellen-Aggregat, das die Versorgung der Bordsysteme übernehmen könnte. Anders als die Brennstoffzellen im U-Boot soll dieses Aggregat nicht mit Sauerstoff aus Tanks betrieben werden, sondern „Luft atmen“. In die Überlegungen für neue Schiffskonzepte werden luftatmende Brennstoffzellen höherer Leistung als saubere Energiequelle für Antriebsmotoren großer Überwasserschiffe mit einbezogen.
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Timetable 1877
Das Siemens-Kabellegeschiff Faraday erhält als erstes Schiff der Welt eine E-Anlage mit Generator und Bogenlampe.
1879
Siemens verkauft die ersten E-Anlagen zur Schiffsbeleuchtung. Mit den so ausgerüsteten Schiffen Hannover, Theben und Holsatia beginnt vor 125 Jahren offiziell die Geschichte von Siemens Schiffbau.
1886
Werner von Siemens lässt die Elektra bauen, das erste Schiff der Welt mit elektrisch angetriebenem Propeller.
1890
Erster Einsatz des Siemens-Maschinentelegrafen mit „Sechsrollenmotor“.
1893
Siemens liefert die erste Glühlampen-Einrichtung für den Dampfer Elbe.
1895
Das deutsche Marineschiff Aegir wird als erstes vollständig mit elektrischen Hilfsmaschinen ausgerüstet – von Siemens.
1904
Auf Tauchfahrt: Siemens liefert die kompletten E-Maschinen für drei U-Boote der russischen Marine. Der U-Boot Bau ist und bleibt Schrittmacher bei der Entwicklung elektrischer Antriebe – und Siemens spielt eine führende Rolle.
1906
Erstes deutsches U-Boot für die kaiserliche Marine.
1912
Das stolze deutsche Passagierschiff Imperator wird von 14.000 SiemensGlühlampen beleuchtet.
1929
Siemens präsentiert automatisch anlaufende elektrische Leckpumpen.
1930
Der elegante deutsche Schnelldampfer Europa erhält eine komplette E-Anlage von Siemens.
1934
Siemens führt den „Proschmann-Schalter“ im Schiffbau ein.
1935
Die Potsdam ist das erste deutsche Großschiff mit elektrischem Propellerantrieb. Natürlich kommt er von Siemens.
1954
Siemens führt die Drehstromtechnik auf Schiffen ein. In den folgenden Jahren erobert diese Technologie den Weltmarkt.
1960
Siemens liefert riesige Propellermotoren für die Sowjet-Eisbrecher Moskau, Lenin und Kiew.
1964
Siemens automatisiert den Schiffsbetrieb, erste Anlage zur Automatisierung der Energieerzeugung, der Hilfsmaschinen und der Hauptmaschinenfernsteuerung.
1967
Siemens liefert die erste Thyristor-Wellengeneratoranlage für Drehstrom-Bordnetze.
1987
Mit dem Permasyn-Motor optimiert Siemens den Antrieb von U-Booten: Er ist erheblich leiser, kleiner, leichter.
1992
Siemens entwickelt die Brennstoffzellen-Technologie zur Serienreife.
1998
Siemens baut erstmals den mit Schottel entwickelten POD-Antrieb in einen Tanker.
2002
Mit Hochtemperatur-Supraleiter-Technologie setzt Siemens erneut Zeichen für zukünftige Schiffskonzepte.
2004
Indienststellung des weltweit ersten U-Bootes mit Brennstoffzellenantrieb von Siemens. 39