DE102009015198A1

DE102009015198A1 - Verfahren zum Bestimmen in Echtzeit einer momentanen Energieumsatzgröße eines Schiffs

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Publication number: DE102009015198A1
Application number: DE200910015198
Authority: DE
Inventors: Gerd-Michael Dr. Würsig; Malte Freund
Original assignee: GERMANISCHER LLOYD AG
Current assignee: FREUND, MALTE, DR.-ING., DE; Wuersig Gerd-Michael Dr De
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-14
Also published as: WO2010112195A2; WO2010112195A3

Abstract

Um ein Verfahren zum Bestimmen in Echtzeit mindestens einer momentanen Energieumsatzgröße (5, 6) eines mit mindestens einer Antriebsvorrichtung (7) versehenen Schiffs, umfassend eine Messung mindestens einer momentanen Betriebskenngröße (2, 3) des Schiffes sowie eine Auswertung der gemessenen Betriebskenngröße (2, 3) in Echtzeit, anzugeben, welches einen möglichst geringen messtechnischen Aufwand beinhaltet und zudem einfach verschiedene Schiffstypen angepasst werden kann, wird vorgeschlagen, dass die Betriebskenngröße (2, 3) eine Leistungsausgangsgröße (2, 3) mindestens einer Antriebsvorrichtung (7) ist, wobei die Auswertung unter Zugrundelegung eines mathematischen Modells (1) der Antriebsvorrichtung (7) und/oder wesentlicher Verbraucher des Schiffs durchgeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen mindestens einer momentanen Energieumsatzgröße eines mit mindestens einer Antriebsvorrichtung versehenen Schiffs, umfassend eine Messung mindestens einer momentanen Betriebskenngröße des Schiffes sowie eine Auswertung der gemessenen Betriebsgröße.
Nachstehend umfaßt der Begriff Antriebsvorrichtung sowohl eine Maschine, die den Schiffspropeller antreibt, als auch jedes Hilfsaggregat an Bord des Schiffes.
Mit einem gattungsgemäßen Verfahren wird üblicherweise als Energieumsatzgröße ein Brennstoffverbrauch oder ein Abwärmefluss bestimmt. Dies erfolgt gemäß Stand der Technik durch eine direkte Messung des Brennstoffflusses als momentane Betriebskenngröße, beispielsweise mit Hilfe von Flügelradzählern. Die direkte Messung der Volumenströme der unterschiedlichen Brennstoffarten an Bord ist jedoch mit Nachteil aus verschiedenen Gründen technisch schwierig. Beispielsweise ist eine Messung mit Flügelradzählern von der Temperatur und Viskosität des Brennstoffs abhängig. Die auf Schiffen üblicherweise eingesetzten Brennstoffe, also insbesondere Schweröl (HFO) und Marinedieselöl (MDO) liegen zudem meist inhomogen im Tank vor. Ferner werden die Brennstoffe üblicherweise ständig zirkuliert, wobei nur ein Teil des zirkulierenden Brennstoffs an die Maschine abgegeben wird. Um den zur Verbrauchsmessung allein ausschlaggebenden Anteil, der tatsächlich an die Maschine abgegeben wird, zu messen, muss etwa jeweils ein Flügelradzähler sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Kraftstoffeinlasses angebracht werden. Eine Messung des Brennstoffvolumenflusses, der den Verbrauch angibt, muss dann anhand einer Differenzbildung mit den entsprechenden Fehlerquellen erfolgen.
Die genannten Umstände machen auch Messungen, die die im Tank verbleibende Brennstoffmenge bestimmen, schwierig.
Die genannten Probleme der Messung machen zudem eine Anpassung der Messeinrichtungen an verschiedene Schiffstypen aufwendig
Die US 2007/0143090 A1 beschreibt ein System zum Untersuchen des Leistungsmanagements eines Schiffes, wobei dieses System sowohl die Maschinendaten als auch die elektrischen Daten beeinflussen kann. Dazu ist eine Simulationseinrichtung vorgesehen, die ein simuliertes Leistungs-Verbrauchsystem und ein simuliertes Leistungs-Erzeugungsmodul darstellt, wobei die simulierten Daten mit den tatsächlichen Daten verglichen werden. Durch Vergleich wird festgestellt, ob die simulierten Daten mit den tatsächlichen Daten übereinstimmen. Bei dem bekannten System werden neben Maschinendaten und elektrischen Leistungsdaten auch Umgebungsdaten und daraus resultierende lokale Kräfte berücksichtigt. Der Simulator gemäß dem Stand der Technik ermöglicht es, die Eingangsdaten unabhängig von den tatsächlichen Schiffsdaten zu bearbeiten und zu berechnen, wonach anschließend die tatsächlichen Schiffsdaten verändert und optimiert werden können. Das bekannte System betrifft somit ein Hilfsmittel zum Überprüfen von Leistungsregeleinrichtungen an Bord. Es eignet sich jedoch nicht zur Messung von Energieumsatzgrößen des Schiffes in Echtzeit.
Die WO 2007/017908 beschreibt ein System zum Erzeugen eines Simulationsmodells eines Schiffes, das zur Optimierung des Brennstoffverbrauchs vorgesehen ist. Zunächst wird ein errechnetes Simulationsmodell des Schiffes aufgrund von vorgegebenen Angaben erzeugt. In dem bekannten Simulationsmodell werden mehrere Gleichungen berücksichtigt, unter anderem Gleichungen, die die Maschinendaten und die Grundkomponenten bzw. Strukturen des Schiffes angeben. Aus diesen Daten werden dann gemäß Stand der Technik die Werte berechnet, um den Brennstoffverbrauch des Schiffes zu optimieren, wobei die simulierten Parameter mit den vorgegebenen Parametern verglichen werden. Das bekannte System soll dazu dienen, bereits in der Konstruktionsphase eines Schiffes die Betriebsparameter zu optimieren. Eine Messung von Energieumsatzgrößen des Schiffes im Betrieb in Echtzeit ist nicht vorgesehen.
Da die momentanen Energieumsatzgrößen wie Brennstoffverbrauch und Abwärmefluss von entscheidender Bedeutung für die Zustandsüberwachung eines Schiffes während der Fahrt sind, besteht ein Bedarf einem Verfahren, welches die Bestimmung von Energieflüssen in Echtzeit mit geringem Aufwand, möglichst wenigen, messtechnisch leicht zu ermittelnden Eingangsgrößen ermöglicht und zu dem einfach an unterschiedlichste Schiffstypen anpassbar ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartiges Verfahren vorzuschlagen.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, indem die Betriebskenngröße eine Leistungsausgangsgröße mindestens einer Antriebsvorrichtung ist, wobei die Auswertung unter Zugrundelegung eines mathematischen Modells der Antriebsvorrichtung und/oder wesentliche Verbraucher des Schiffs durchgeführt wird. Erfindungsgemäß kann mit Vorteil eine aufwendige, mit den oben beschriebenen technischen Problemen behaftete direkte Messung des Brennstoffverbrauchs oder der Abwärme entfallen. Stattdessen wird anhand technisch wesentlich einfacher messbarer Parameter betreffend einen Leistungsausgang beispielsweise der Hauptmaschine unter Hinzuziehung eines mathematischen Modells auf eine momentane Energieumsatzgröße zurückgeschlossen. Das mathematische Modell kann erfindungsgemäß empirische und/oder theoretische Parameter und Zusammenhänge aller relevanten Systeme an Bord des Schiffs beinhalten. Eine Anpassung des Modells an unterschiedliche Schiffstypen ist durch einfaches Anpassen von Parametern, beispielsweise auf Softwareebene, möglich. Die als Eingröße dienenden Messwerte von Leistungsausgangsgrößen liegen bei üblichen Schiffen bereits in einer Form vor, die eine weitere Auswertung anhand des mathematischen Modells technisch problemlos realisierbar macht.
Insbesondere ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die momentane Energieumsatzgröße ein Brennstoffverbrauch und/oder ein Abwärmefluss.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Leistungsausgangsgröße eine elektrische Leistungsgröße mindestens eines von der/den Antriebsvorrichtung(en) angetriebenen elektrischen Generators und/oder eine mechanische Betriebskenngröße mindestens einer Antriebsvorrichtung. Messungen der mechanischen und elektrischen Ausgangsleistung sind technisch erheblich einfacher durchführbar als eine direkte Messung des Brennstoffdurchsatzes. Zudem werden diese Größen üblicherweise auf Schiffen ohnehin in Echtzeit gemessen. Die genannten Größen können im Rahmen der Erfindung sowohl für eine Hauptmaschine als auch für Hilfs- und Nothafendieselaggregate gemessen werden und zur Bestimmung der gewünschten Energieumsatzgröße anhand des mathematischen Modells herangezogen werden.
Zweckmäßigerweise ist in Ausgestaltung der Erfindung die mechanische Betriebskenngröße eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment. Sowohl Drehzahl als auch Drehmoment werden bei modernen Schiffen in Echtzeit gemessen, so dass die genannten Größen als Eingang für das erfindungsgemäße mathematische Modell zwecks Auswertung zur Bestimmung der gewünschten Energieumsatzgröße herangezogen werden können. Die Kenntnis einer gemessenen Drehzahl und des gemessenen Drehmoments ermöglicht zudem mit Vorteil die Berechnung einer mechanischen Momentanleistung, welche ihrerseits innerhalb des mathematischen Modells zur Berechnung eines momentanen Brennstoffverbrauchs oder einer momentanen Abwärmeleistung benutzbar ist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die elektrische Leistungskenngröße eine elektrische Wirkleistung und/oder eine elektrische Scheinleistung. Die genannten Größen können im Rahmen der Erfindung technisch problemlos ermittelt werden und stehen üblicherweise bei modernen Schiffen ohnehin als Messgrößen zur Verfügung. Erfindungsgemäß ist es besonders günstig, wenn die genannten elektrischen Größen für alle an Bord des Schiffes befindlichen Aggregate, also sowohl die Hauptmaschine als auch sämtliche Hilfsmaschinen, gemessen werden, um als Eingangsgröße für das mathematische Modell zwecks Berechnung der gesuchten Energieumsatzgröße zu fungieren. Die gemessene Wirkleistung kann in dem mathematischen Modell direkt als Bilanzgröße behandelt werden.
Eine andere günstige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass Umgebungsparameter, insbesondere eine Luftfeuchte und/oder eine Lufttemperatur und/oder Seewassertemperatur und/oder eine Kühlwassertemperatur und/oder eine Luftfeuchte im Maschinenraum und/oder eine Lufttemperatur im Maschinenraum und/oder eine Ladelufttemperatur und/oder ein Ladeluftdruck und/oder eine Kühlwassertemperatur am Ladeluftkühlergemessen werden und bei der Auswertung berücksichtigt werden. Im Rahmen der Erfindung können die genannten Umgebungsparameter in das mathematische Modell einfließen, um die rechnerische Bestimmung der gesuchten Energieumsatzgröße anhand der gemessenen Leistungsausgangsgrößen zu verfeinern.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird noch verbessert, wenn in dem mathematischen Modell der Antriebsvorrichtung eine Anzahl spezifischer Bezugs-Brennstoffverbrauchswerte hinterlegt ist, welche einer ansprechenden Anzahl Wertepaare für Leistung und Drehzahl innerhalb eines, insbesondere vom Hersteller des Antriebsvorrichtung, ermittelten Kennfelds bei, insbesondere durch eine Norm, vorgegebenen Bedingungen hinsichtlich Luftdruck und/oder Umgebungstemperatur und/oder Seewassertemperatur und/oder Ladelufttemperatur und/oder Ladeluftdruck zugeordnet ist. Häufig geben Maschinenhersteller spezifische Verbrauchswerte, also den Kraftstoffverbrauch in Gramm je erzeugter Kilowattstunde mechanischer Energie, zur Charakterisierung der Maschine an. Die Angabe erfolgt im Einklang mit internationalen Standards, beispielsweise der ISO 3046-1, bei Normbedingungen. Die Normbedingungen betragen beispielsweise gemäß der zitierten Norm 1 bar Luftdruck, 45°C Umgebungstemperatur sowie eine Seewassertemperatur von 32°C. Die erfindungsgemäß in dem Modell hinterlegten spezifischen Bezugs-Brennstoffverbrauchswerte können in einer Matrix innerhalb des Modells abgelegt sein, wobei beispielsweise die Leistung in Zeilen und die Drehzahl in Spalten angegeben ist. Zwischen den auf diese Weise tabellierten Werten kann interpoliert werden, außerhalb der Werte kann im Rahmen der Erfindung erforderlichenfalls extrapoliert werden. Die genannten Werte sollten sich zweckmäßigerweise, um eine Extrapolation zu vermeiden, innerhalb des vom Hersteller der Maschine vorgegebenen Kennfelds befinden und dieses möglichst gut abdecken. Anstelle von oder zusätzlich zu Herstellerangaben bezüglich des Kennfels kann das Kennfeld auch durch zuvor an einem Prüfstand ermittelte Meßdaten und/oder durch Literaturdaten und/oder anhand von Simulationen, insbesondere Kreisprozeßsimulationen, bestimmt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zur Auswertung der Bezugs-Brennstoffsverbrauchswert in Abhängigkeit von gemessenen Umgebungsparametern anhand eines empirischen Zusammenhangs, insbesondere entsprechend einer Norm, in einen momentanen spezifischen Brennstoffverbrauchsfeld umgerechnet wird. Beispielsweise ist in der Norm ISO 3046-1 im Einzelnen anhand empirisch ermittelter tabellierter Parameter und Formeln angegeben, wie eine Anpassung der unter Normbedingungen ermittelten Werte für den spezifischen Verbrauch auf tatsächliche Umgebungsbedingungen erfolgen kann. Eine von den Erfindern vorgenommene Validierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigte eine ausgezeichnete Übereinstimmung mit direkt ermittelten Verbrauchswerten.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in dem mathematischen Modell ein, insbesondere empirisch und/oder durch Simulationsrechnungen ermittelter, konstanter Zahlenwert für einen mechanischen Wirkungsgrad mindestens einer Antriebsvorrichtung hinterlegt. Erfindungsgemäß konnte ermittelt werden, dass die Ermittlung eines momentanen Brennstoffmassenstroms und/oder einer momentanen Abwärmemenge mit hinreichender Richtigkeit durchführbar ist, wenn der mechanische Wirkungsgrad als von den sonstigen Betriebs- und Umgebungsparametern unabhängige, konstante Größe angesetzt wird. Diese Vorgehensweise ist auch durch die Norm ISO 3046 nahegelegt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in dem mathematischen Modells Parametersätze für unterschiedliche Brennstoffarten hinterlegt sind und es wird bei der Auswertung jeweils der dem verwendeten Brennstoff zugeordnete Parametersatz benutzt. Auf diese Weise lässt sich mit Vorteil berücksichtigen, dass in vielen Fällen sowohl Schweröl (HFO) als auch Marinedieselöl (MDO) verwendet wird. Zweckmäßig ist es im Rahmen der Erfindung, wenn Werte für beispielsweise den Heizwert, die Wärmekapazität usw. gesondert für jede auf dem Schiff in die Berechnung einzubeziehende Kraftstoffart hinterlegt sind.
Im Rahmen der Erfindung kann mit Vorteil zur Auswertung des momentanen Abwärmeflusses ein, insbesondere vom Hersteller der Antriebsvorrichtung, empirisch ermittelter, auf die mechanische Leistung der Antriebsvorrichtung bezogener Abgasmassenstrom und eine gemessene momentane mechanische Leistung der Antriebsvorrichtung(en) sowie eine gemessene Seewassertemperatur zugrundegelegt werden. Wenn im Rahmen der Erfindung darüber hinaus ein mittlerer Wert für die spezifische Wärmekapazität cp des Abgases, insbesondere für stöchiometrisch Verbrennungsgase, hinterlegt ist, lässt sich der momentane Abwärmestrom bestimmen. Außerdem kann im Rahmen der Erfindung in dem mathematischen Modell ein vom Hersteller angegebener auf die mechanische Leistung bezogener Abgasmassenstrom hinterlegt sein, der bei der Berechnung der gesuchten momentanen Energieumsatzgröße berücksichtigt werden kann. Anstelle von oder zusätzlich zu Herstellerangaben können auch zuvor an einem Prüfstand ermittelte Meßdaten und/oder Literaturdaten und/oder anhand von Simulationen bestimmte Daten zugrundegelegt werden.
Mit Vorteil kann erfindungsgemäß in dem mathematischen Modell eine Wirkungsgradkennlinie eines elektrischen Generators hinterlegt sein. Die Wirkungsgradkennlinie kann in Abhängigkeit von der gemessenen elektrischen Leistung für eine ebenfalls in dem Modell, beispielsweise als Konstante, hinterlegte Phasenverschiebung implementiert sein. Es können im Rahmen der Erfindung aber auch Wirkungsgradkennlinien für verschiedene Leistungen und verschiedene Phasenverschiebungen hinterlegt sein. Dies ist vorteilhaft, wenn eine Phasenverschiebung messtechnisch erfasst wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird noch verbessert, wenn eine Leistungsausgangsgröße mindestens eines Hilfsaggregats des Schiffes gemessen wird, wobei das mathematische Modell das Hilfsaggregat umfasst.
Im Rahmen der Erfindung können die Verbraucher beispielsweise Kühlungsvorrichtungen für einen Laderaum des Schiffes und/oder Schmierölpumpen umfassen. Außerdem sind Kühlungspumpen, Brennstoffpumpen, Turbolader und ähnliches in den Messungen und/oder dem mathematischen Modell berücksichtigbar. Die ISO 3046 enthält eine Auflistung von Hilfsverbrauchern, welche in für den Betrieb erforderliche und andere unterteilt ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Auswertung der gemessenen Betriebskenngröße (2, 3) in Echtzeit durchgeführt. Die Auswertung der gemessenen Größen anhand des mathematischen Modells erfolgt also unmittelbar nach der Meßwertaufnahme. Unter einer Bestimmung in Echtzeit wird im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung aber auch eine Messung verstanden, mit der z. B. anhand einer zeitlichen Mittelung von innerhalb eines vorgegebenen Meßintervalls mit einer vorbestimmten Abtastrate gemessenen Meßdaten laufend eine gesuchte Energieumsatzgröße bestimmt wird. Der Vorteil einer Auswertung in Echtzeit liegt darin, daß das bestimmungsgemäße Verfahren auf diese Weise auch beispielsweise an Bord des Schiffes zur Bestimmung der momentanen Energieumwandlungsgrößen verwendet werden kann und möglicherweise auch herkömmliche Meßeinrichtungen für den Brennstofffluß oder den Wärmefluß entbehrlich macht.
Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.
Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
1: Blockdiagramm zur schematischen Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2a: detaillierte Veranschaulichung eines Datenflussdiagramms eines mathematischen Modells zur Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren; Modellen für die Hilfs- und Notaggregate.
In 1 ist das Verfahren zum Bestimmen in Echtzeit mindestens einer momentanen Energieumsatzgröße eines Schiffs gemäß der Erfindung bezüglich des zugrundeliegenden Grundprinzips veranschaulicht. Zentraler Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein mathematisches Modell 1. In der 1 ist das Modell nur schematisch angedeutet. Das Modell ist typischerweise in einem Rechner implementiert. Durch Pfeile sind Eingangs- und Ausgangsgrößen skizziert. Pfeile, die in Richtung des mathematischen Modells 1 zeigen, sind Eingangsgrößen des mathematischen Modells 1. Pfeile, die von dem mathematischen Modell 1 wegzeigen, sind Ausgangsgrößen des mathematische Modells.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren umfassen die wesentlichen Eingangsgrößen des mathematischen Modells 1 eine momentane mechanische Leistung 2 der Schiffsaggregate. Die mechanische Leistung 2 wird dabei im Rahmen des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens messtechnisch an der Hauptmaschine und den Hilfs- und Nothafendieselmaschinen ermittelt. Als weitere wesentliche Eingangsgröße des mathematischen Modells 1 fungiert die elektrische Leistung 3. Die elektrische Leistung 3 wird ebenfalls im Rahmen des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens messtechnisch ermittelt. Die Messung erfolgt dabei an allen Generatoren des Schiffs. Schließlich dienen als wesentliche Eingangsgröße des mathematischen Modells 1 die Umgebungsbedingungen 4. Die Umgebungsbedingungen 4 werden ebenfalls messtechnisch ermittelt. Insbesondere umfassen die Umgebungsbedingungen die Luftfeuchte, die Lufttemperatur, die Seewassertemperatur, die Kühlwassertemperatur, die Luftfeuchte im Maschinenraum und die Lufttemperatur im Maschinenraum.
Anhand der Eingangsgrößen mechanische Leistung 2, elektrische Leistung 3 sowie Umgebungsbedingungen 4 werden gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfe des mathematischen Modells 1 als Ausgangsgrößen ein momentaner Brennstoffverbrauch 5 sowie ein momentaner Abwärmefluss 6 ermittelt.
Daneben kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der genannten Eingangsgrößen ein Status 7 des erzeugten Schubs ermittelt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine indirekte Bestimmung der Ausgangsgrößen Brennstoffverbrauch 5 sowie Abwärmefluss 6 in Echtzeit, ohne diese Größen direkt zu messen. Vielmehr beruht die erfindungsgemäße Bestimmung dieser Größen auf einer messtechnisch vergleichsweise einfachen Bestimmung der Umgebungsbedingungen 4 sowie der mechanischen Leistung 2 aller an Bord befindlichen Maschinen sowie der elektrischen Leistung 3 der von den an Bord befindlichen Maschinen angetriebenen Generatoren.
Einzelheiten einer bevorzugten Ausführung eines mathematischen Modells 1 zur Verbesserung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind anhand der 2a und 2b erläutert. In dem Datenflussdiagramm beziehen sich die 2a und 2b auf ein- und dasselbe Flussdiagramm des Modells 1. Die Aufteilung auf die 2a und 2b erfolgte lediglich aus Platzgründen. In 2a sind im Wesentlichen eine Hauptmaschine 7 und die zugehörigen Anlagenteile modelliert. 2a zeigt ein Modell eines Tanks 8 für Schweröl (HFO-heavy fuel oil). Der als Ausgangsgröße des Modells 1 zu bestimmende HFO-Massenstrom 9 ist der schematisch gezeigten Hauptmaschine 7 zugeführt. Zusätzlich sieht das mathematische Modell 1 die Möglichkeit einer weiteren Brennstoffversorgung der Hauptmaschine 7 aus einem MDO-Tank 10 vor, welcher Marinedieselöl (MDO) enthält. Der MDO-Tank 10 ist im unteren Teil des Flussdiagramms, dargestellt in 2b, zu erkennen. Die Versorgung der Hauptmaschine 7 aus dem MDO-Tank 10 ist mathematisch modelliert über einen MDO-Massenstrom 11 zur Hauptmaschine 7. Im Modell 1 sind jeweils gesondert für den HFO-Tank 8 Brennstoffeigenschaften hinterlegt. Insbesondere ist ein unterer Heizwert Hu für jede Brennstoffsorte hinterlegt.
Im in 2a gezeigten oberen Teil des Flussdiagramms ist zu erkennen, dass eine von der Hauptmaschine 7 erzeugte Nutzleistung P_Nutz sowie eine Drehzahl n_HM als Eingangsgrößen in dem mathematischen Modell 1 berücksichtigt sind. Mit Bezugszeichen 12 ist ein Getriebe in dem Modell 1 bezeichnet. In dem Getriebemodell sind folgende Eigenschaften des Systems implementiert: 1. verlustbehaftete Leistungsübertragung zwischen Hauptmaschine, Propellerwelle und Wellengenerator, 2. Transformation der Hauptmaschinendrehzahl auf Propellerdrehzahl, 3. Abwärmestrom als Differenz zwischen ein- und ausgehenden Leistungen.
Ein von der Hauptmaschine 7 über das Getriebe 12 angetriebener Hauptgenerator SG ist ebenfalls in dem mathematischen Modell modelliert. Als Eingangsgröße für das Modell des Hauptgenerators SG dient eine aus einem Drehmoment und einer Drehzahl der Hauptmaschine 7, welche jeweils gemessen wurden, ermittelte mechanische Leistung unter Berücksichtigung der Wirkung des Getriebes 12. Ausgangsgrößen des Modells des Hauptgenerators SG sind eine, ebenfalls durch Messung bestimmte, elektrische Leistung P_e sowie eine Abwärme Qdot_ab.
Das Modell der Hauptmaschine 7 berücksichtigt als Eingangsgrößen einen Luftdruck P_ER im Maschinenraum, den HFO-Massenstrom 9, mdot_br, sowie verschiedene mit T_in bezeichnete Temperaturen. Unter der Bezeichnung T_in werden die Seewassertemperatur, die Umgebungstemperatur sowie die Temperatur im Maschinenraum zusammengefaßt. Ein Abgaswärmstrom der Hauptmaschine ist mit Q_Abgas bezeichnet. Ein Abgasmassenstrom mdot_Abgas ist vom Hersteller der Hauptmaschine 7 angegebenen und von diesem empirisch ermittelten Werten entnommen und in dem Modell der Hauptmaschine 7 hinterlegt. Anstelle von oder zusätzlich zu den Herstellerangaben können im Rahmen der Erfindung auch auf andere Weise ermittelte Daten zugrundelegt werden. Mit 13 ist in der 2a ein Kesselmodell zur Erwärmung des Thermalöls bezeichnet. Im Rahmen der Erfindung kann auch ein Modell des Dampfkreislaufs berücksichtigt werden. Die an das Thermalöl übertragene Wärmeleistung Qdot_tOel_mess wird im Rahmen der Erfindung durch das mathematische Modell aus dem Thermalölmassenstrom mdot_MDO (bestehend aus Marinedieselöl aus dem MDO-Tank 10), der temperaturabhängigen spezifischen Wärmekapazität von MDO, welche in dem Modell hinterlegt ist und der Thermalöltemperatur berechnet. Der Massenstrom mdot_MDO ergibt sich aus dem gemessenen Strom der Kesselpumpe und aus dem vom Hersteller der Kesselpumpe zur Verfügung gestellten Kennfeld. Die Temperaturen T_u (Umgebungstemperatur) und T_nK (Temperatur nach Kessel) gehen als Messgrößen als Eingangsgrößen in das Modell 1 ein.
Erfindungsgemäß ist in dem mathematischen Modell 1 implementiert, dass in der Hauptmaschine 7 aus energetischer Sicht die im Brennstoff chemisch gebundene Energie in mechanische Leistung und Wärme, deren Anteile durch den Wirkungsgrad bestimmt werden, umgewandelt wird. Die Grundlage für das Modell der Hauptmaschine, welches bei dem erfindungsgemäßen Verfahren implementiert ist, ist somit durch die beiden folgenden Gleichungen gegeben: PBr = Pmech + Qab η = Pmech/PBr
Um in dem mathematischen Modell auf Angaben des Herstellers der Hauptmaschine oder auf andere Weise ermittelte Daten zurückgreifen zu können, kann im Rahmen der Erfindung innerhalb des mathematischen Modells eine Umrechnung des Wirkungsgrads in einen spezifischen Kraftstoffverbrauch be nach folgender Formel erfolgen:
mit dem unteren Heizwert Hu des im Test verwendeten Kraftstoffs beispielsweise von 42.200 KJ/kg. Der spezifische Kraftstoffverbrauch wird von den Herstellern der Maschinen üblicherweise unter ISO-Bedingungen angegeben. Ein empirischer Zusammenhang zur normgerechten Umrechnung zwischen spezifischen Verbrauchern bei abweichenden Umgebungsbedingungen zu ISO-Werten ist beispielsweise in der Norm ISO 3046-1 festgeschrieben. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel des mathematischen Modells 1 der Hauptmaschine 7 ist die Norm ISO 3046-1 implementiert und wird zur Anpassung der spezifischen ISO-Verbräuche an die tatsächlichen Bedingungen im Maschinenraum und der Seewassertemperatur verwendet. Dazu ist in dem Modell der Hauptmaschine eine Matrix hinterlegt, die die spezifischen ISO-Verbräuche sowie abgeschätzte Interpolationen für verschiedene Betriebspunkte im Motorenkennfeld enthält. In der Matrix sind verschiedene Drehzahlen der Hauptmaschine in Spalten und verschiedene Leistungswerte der mechanischen Leistung der Hauptmaschine in Zeilen aufgetragen, wobei in den Feldern der Matrix die zu den entsprechenden Koordinaten gehörenden ISO-Verbräuche hinterlegt sind. Auf diese Weise ist im Rahmen des für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzten Modells die Berechnung eines Wirkungsgrads abhängig von der Drehzahl, von der abgegebenen Nutzleistung, dem mechanischen Wirkungsgrad, der Seewasser- und Maschinenraumtemperatur sowie dem Luftdruck im Maschinenraum möglich.
Gemäß ISO 3046-1, auf deren Offenbarungsgehalt in der Fassung ISO 3046-1:2002 (E) verwiesen wird, ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens in dem mathematischen Modell 1 der Hauptmaschine 7 der Wirkungsgrad berechenbar. Dazu wird zunächst das Verhältnis k gemäß ISO 3046-1 mit in dem Modell hinterlegten Exponenten für eine Maschine mit Turbolader und Ladeluftkühler nach folgender Gleichung gebildet:
Die Exponenten 0,7, 1,2 und 1 der einzelnen Verhältnisse dieser Gleichung gelten gemäß ISO 3046-1 für langsam- und schnelllaufende Viertakt-Dieselmotoren mit Turboaufladung und Ladeluftkühlung betrieben werden.
Der mechanische Wirkungsgrad ist gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel in dem Modell der Hauptmaschine 7 in Einklang mit ISO 3046-1 mit einem Zahlenwert von 0,7 als Konstante hinterlegt. Mit k und dem mechanischen Wirkungsgrad ergibt sich aus Tabelle B.4 der ISO 3046-1 der Kraftstoffverbrauchverrechnungsfaktor, der das Verhältnis β zwischen dem spezifischen Kraftstoffverbrauch unter ISO-Bedingungen zu von diesen abweichenden ausdrückt, entsprechend folgender Beziehung: be = β·be_ref
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Modells kann eine Anzahl von Schmierölpumpen, die direkt von der Hauptmaschine 7 angetrieben werden, berücksichtigt werden, indem eine pauschale Wirkungsgradverschlechterung um einen vorgegebenen Prozentsatz je angehängter Pumpe angenommen wird. In dem mathematischen Modell 1 kann ein anhand der genannten Beziehungen errechneter Wirkungsgrad durch einen additiven Korrekturwert, der in dem Modell hinterlegt sein kann, korrigiert werden.
Im unteren Abschnitt des Datenflussdiagramms des mathematischen Modells 1, dargestellt in 2b, sind ferner gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel zwei Hilfsdieselmaschinen 14, 15 sowie eine Notdieselmaschine 16 modelliert. In dem hier beispielhaft beschriebenen mathematischen Modell werden die Hilfsdieselmaschinen 14, 15 sowie die Notdieselmaschine 16 mit den jeweiligen Kraftstoffmassenströmen m_MDO_HD1 (Hilfsdiesel 1), m_MDO_HD2 (Hilfsdiesel 2), m_MDO_ND (Notdiesel) aus dem MDO-Tank Tank 10 versorgt. Wie auch bei Versorgung der Hauptmaschine 7 sieht das Modell eine Differenzierung der Kraftstoffmassenströme in Teilströme zur Versorgung mit Brennstoff (Index br) sowie zur Versorgung mit Verbrennungsluft (Unterindex L) vor.
Die Berechnung der momentanen Verbrauchswerte der Hilfsdiesel 14, 15 sowie des Notdiesels 16 erfolgt unter Berücksichtigung gemessener Werte für Ausgangstemperatur des Abgases T_nt sowie einer gemessenen Nutzleistung P_Nutz. Wie in dem Datenflussschema gemäß 2b zu erkennen, sieht das mathematische Modell 1 vor, dass die Hilfsdieselmaschinen 14, 15 sowie die Notdieselmaschine 16 jeweils zugeordnete Generatoren G1, G2 sowie GNot antreiben.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in dem zugrundegelegten mathematischen Modell ausgehend von den oben dargelegten Leistungsbilanzen und Wirkungsgraden analog zur Modellierung der Hauptmaschine 7 aus der mechanischen Leistung ein Wärme- und Brennstoffmassenstrom berechnet. Im Unterschied zu der Modellierung der Hauptmaschine 7 ergibt sich die mechanische Leistung P_mech der Hilfs- und Notdieselmaschinen aus einer Messung der elektrischen Generatorleistung P_e unter Berücksichtigung der Wirkungsgrade der Generatoren. In dem mathematischen Modell 1, welches bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz kommt, sind Verbrauchswerte als Volumenstrom für unterschiedliche Betriebspunkte (z. B. 100%, 75%, 50%, 25%), der untere Heizwert des für den Prüflauf verwendeten Brennstoffs sowie die Dichte des Brennstoffs hinterlegt. In dem mathematischen Modell 1 können der Brennstoffmassenstrom und die Brennstoffleistung daher mit den folgenden Gleichungen berechnet werden:
PBr = HuBr·ṁBr
Mit dem Index Br kann jeweils einer der Brennstoffsorten MDO oder HFO bezeichnet sein. Der Wert für die Dichte ρBr ist ein beispielsweise durch Messung ermittelter und beispielsweise im Rahmen der Simulation als Konstant angenommener Wert.
Bei den Modellen der Maschinen 14, 15, 16 ein additiver Korrekturwert für den Wirkungsgrad in dem mathematischen Modell hinterlegbar, um Anpassungen im Zuge einer Validierung vornehmen zu können.

In dem Modell 1 ist ferner ein Main Switch Board (MSB) vorhanden, welches eine Verteilung der von den Generatoren SG der Hauptmaschine 7, G1 der Hilfsdieselmaschine 14, G2 der zweiten Hilfsdieselmaschine 15 sowie GNot der Notdieselmaschine 16 erzeugten elektrischen Leistungen P_e modelliert. In dem hier beispielhaft beschriebenen mathematischen Modell sind die nachfolgenden elektrischen Verbrauchergruppen implementiert:

Bezeichnung	Beispiele für Verbraucher
AC	Kompressoren, Ventilatoren
Hotel	Licht, Wäscherei, Bordküche
Man	Bugstrahlruder, Rudermaschine 2, hydraulische Pumpen
Cargo	Kühlcontainersteckdosen
Deck	Winschen
Aux	Pumpen, Separatoren
EMS	alle an das Emergency Switchboard angeschlossene
	Verbraucher (Radar, Rudermaschine 1, Feuerlöschanlage)

Außerdem ist ein Emergency Switchboard (ESB) modelliert, welches eine Verteilung der von dem Notaggregat 16 erzeugten elektrischen Leistung an das ESB angeschlossene Verbraucher gemäß obiger Tabelle sicherstellt.
Um im Rahmen des Ausführungsbeispiels der Erfindung einen Brennstoffmassenstrom sowie einen Abwärmestrom anhand von gemessenen elektrischen und mechanischen Ausgangsleistungen sowie Umgebungsparametern ermitteln zu können, in Fällen, in denen nur die Verbraucherleistungen, nicht aber die Generatorleistungen vorgegeben sind, kann im Rahmen des mathematischen Modells die Verteilung der elektrischen Leistungen durch einen Leistungsverteiler modelliert werden. In das Modell werden dann die Nennleistungen der angeschlossenen Generatoren sowie zugehörige Sicherheitsfaktoren hinterlegt. Immer wenn das Produkt aus Sicherheitsfaktor und Nennleistung für einen gegebenen Generator durch die gemessenen Verbraucherleistungen überschritten wird, wird in dem Modell angenommen, dass ein weiterer zusätzlicher Generator eingeschaltet wurde, gemäß einer vorgegebenen Reihenfolge oder gemäß einem vorgegebenen Verteilalgorithmus.
Zur Bestimmung der momentanen Abwärme mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der Wirkungsgrade und Brennstoffmassenströme mit der grundlegenden Bilanzgleichung der Gesamtabwärmestrom berechnet und als Ausgangswert des mathematischen Modells 1 übergeben.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist anhand des mathematischen Modells 1 mit Hilfe von in dem Modell hinterlegten Herstellerangaben zu den eingesetzten Generatoren und Haupt- und Hilfsmaschinen zusätzlich eine Bestimmung der einzelnen Teilwärmeströme möglich. In dem beispielhaft beschriebenen mathematischen Modell 1 gemäß 2a, 2b wird bei dem Wärmestrom eine Differenzierung folgender Einzelwärmeströme modelliert:
Für den Wärmestrom wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens in dem mathematischen Modell über den gesamten Betriebsbereich ein fester Prozentsatz der eingebrachten Brennstoffleistung veranschlagt. Für den auf Seewassertemperatur bezogenen Abgaswärmestrom nach der Hauptmaschine 7 gilt
wobei CPM, Abgas die spezifische Wärmekapazität für stöchiometrisches Verbrennungsgas aus Gasöl und auf die mechanische Leistung bezogenen Abgasmassenstrom [mAbgas.bez] gemäß Herstellerangaben bezeichnet.
Im Rahmen der Erfindung kann auch eine Berechnung des mit dem Abgas abgeführten Wärmestroms bezüglich der Umgebungs- bzw. der Mindesttemperatur vorgenommen werden. Gemäß der zuletzt genannten Gleichung wird die Abgastemperatur hinter der Turbine des Abgasturboladers im dem Modell entweder als gemessener Eingabewert benutzt. Andererseits kann alternativ anhand von in dem Modell hinterlegten Herstellerangaben dieser Wert auch anhand von Wertepaaren für Drehzahl und mechanische Leistung der Hauptmaschine ermittelt werden. Dazu werden in dem mathematischen Modell für eine Anzahl Betriebspunkte die Abgastemperaturen hinter der Turbine des Abgasturboladers, welche während eines Prüfstandlaufs gemessen wurden und vom Hersteller zur Verfügung gestellt wurden, implementiert. Die Betriebspunkte, charakterisiert durch mechanische Leistungsabgabe und Drehzahl der Hauptmaschine, sollten zweckmäßigerweise den gesamten Betriebsbereich der Hauptmaschine abdecken. Zwischen den tabellierten, im Modell hinterlegten Werten, kann im Rahmen der Erfindung interpoliert werden.
Im Rahmen des Ausführungsbeispiels des mathematischen Modells 1, welches für das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung einer Energieumsatzgröße verwendet wird, ist auch eine Modellierung des aktuellen Stand des verbrauchten Marinedieselöl (MDO) vorgesehen. Im Rahmen der Erfindung kann angenommen werden, dass die Hauptmaschine 7 der alleinige HFO-Verbraucher ist. Daher gilt für die konsumierte HFO-Masse folgende Beziehung:
Dabei wird ein Sludgeanteil SI mit einem vorgegebenen Prozentsatz angenommen.
Andererseits wird im Rahmen der Erfindung bei dem mathematischen Modell die Masse des verbrauchten MDO bestimmt, wobei der Sludgeanteil vernachlässigt wird. Für die Bestimmung des kumulativ verbrauchten MDO legt das Modell folgende Beziehung zugrunde:
Dabei stehen die Indizes HM für Hauptmaschine, HD1 für Hilfsdiesel 1, HD2 für Hilfsdiesel 2, ND für Notdiesel sowie HK für einen Heizkessel.
Um anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens nun in Echtzeit eine momentane Energieumsatzgröße, wie z. B. ein momentaner Brennstoffverbrauch oder ein momentaner Abwärmefluss, zu ermitteln, wird das mathematische Modell 1 der unter Bezugnahme auf die 2a, 2b beschriebenen Art Zweckmäßig auf einem Mikroprozessor implementiert. Anschließend werden dem Modell in Echtzeit gemessene Leistungsdaten der Hauptmaschine 7, der Hilfsdieselmaschine 14, 15 sowie des Notdiesels 16 sowie gemessene Umgebungsparameter zugeführt. Zur Bestimmung in Echtzeit werden gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel zunächst die Meßdaten mit einer Taktrate von z. B. 10 kHz aufgenommen. Anschließend wird ein rollierender Durchschnitt der Eingangsdaten über ein vorgegebenes Zeitfenster, beispielsweise 10 s oder 100 s, berechnet, der als Eingangsgröße für die Simulation herangezogen wird. Alternativ kann im Rahmen der Erfindung auch das Modell mit den direkten Meßwerten gespeist werden und ein rollierender Durchschnittswert der von der Simulation ausgegebenen Werte wird ermittelt. Im Ergebnis wird laufend eine gesuchte Energieumsatzgröße bestimmt und angezeigt.
Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch gleichermaßen möglich, die Meßdaten zunächst zu speichern und zu einem späteren Zeitpunk dem mathematischem Modell zwecks Auswertung der gesuchten Energieumsatzgröße zuzuführen.
Anhand der in dem Modell hinterlegten Parameter und Gleichungen wird nun mit Hilfe des Mikroprozessors unter Zugrundelegung des mathematischen Modells aus den genannten in Echtzeit ermittelten Eingangsdaten die gewünschte Ausgangsgröße ermittelt. Im Ergebnis erhält man erfindungsgemäß Werte für einen momentanen Brennstoffverbrauch sowie einen momentanen Abwärmefluss, ohne die genannten Größen direkt zu messen. Die als Eingangsgröße für das mathematische Modell herangezogenen Messgrößen lassen sich erheblich einfacher messen als etwa ein Brennstoffmassenstrom direkt. Bezüglich der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelten momentanen Abwärme ist anhand des Modells auch eine Differenzierung der Teilabwärmeströme möglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit die Bestimmung der genannten momentanen Energieumsatzgrößen auf einfache und dennoch zuverlässige Weise. Außerdem lässt sich das Messverfahren mit Vorteil durch Anpassung des mathematischen Modells und der Parameter vergleichsweise problemlos auf unterschiedlichste Schiffstypen anpassen.

1: mathematisches Modell
2: mechanische Leistung
3: elektrische Leistung
4: Umgebungsbedingungen
5: Brennstoffverbrauch
6: Abwärmefluss
7: Modell der Hauptmaschine
8: Modell des HFO-Tank
9: HFO-Massenstrom
10: Modell des MDO-Tank
11: MDO-Massenstrom
P_Nutz: Nutzleistung Hauptmaschine
n_HM: Drehzahl Hauptmaschine
12: Getriebe/Hauptmaschine
SG: Hauptgenerator
P_e: elektrische Leistung
Qdot_ab: Abwärme
P_ER: Druck/Maschinenraum
T_in: Seewassertemperatur, Umgebungstemperatur, Temperatur im Maschinenraum
Q_Abgas: Abgaswärmestrom/Hauptmaschine
mdot_Abgas: Abgasmassenstrom/Hauptmaschine
13: Wärmemodell Thermalöl
Qdot_tOel_mess: an das Thermalöl übertragene Wärmeleistung
mdot_MDO: Thermalölmassenstrom
T_u: Umgebungstemperatur
T_nK: Temperatur nach Kessel
14: Modell der ersten Hilfsdieselmaschine
15: Modell der zweiten Hilfsdieselmaschine
16: Notdieselmaschine
T_nt: Temperatur nach Turbine
MSB: main switch board

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 2007/0143090 A1 [0006]
- WO 2007/017908 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- ISO 3046-1 [0015]
- Norm ISO 3046-1 [0016]
- Norm ISO 3046 [0017]
- ISO 3046 [0022]
- Norm ISO 3046-1 [0039]
- Norm ISO 3046-1 [0039]
- ISO 3046-1 [0040]
- ISO 3046-1:2002 (E) [0040]
- ISO 3046-1 [0040]
- ISO 3046-1 [0041]
- ISO 3046-1 [0042]
- ISO 3046-1 [0042]

Claims

Verfahren zum Bestimmen mindestens einer momentanen Energieumsatzgröße (5, 6) eines mit mindestens einer Antriebsvorrichtung (7) versehenen Schiffs, umfassend eine Messung mindestens einer momentanen Betriebskenngröße (2, 3) des Schiffes sowie eine Auswertung der gemessenen Betriebskenngröße (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebskenngröße (2, 3) eine Leistungsausgangsgröße (2, 3) mindestens einer Antriebsvorrichtung (7) ist, wobei die Auswertung unter Zugrundelegung eines mathematischen Modells (1) der Antriebsvorrichtung (7) und/oder wesentlicher Verbraucher des Schiffs durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die momentane Energieumsatzgröße ein Brennstoffverbrauch (5) und/oder ein Abwärmefluß (6) ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsausgangsgröße eine elektrische Leistungsgröße (3) mindestens eines von der/den Antriebsvorrichtung(en) angetriebenen elektrischen Generators (SG, G1, G2, Gnot) und/oder eine mechanische Betriebskenngröße (2) mindestens einer Antriebsvorrichtung (7) umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Betriebskenngröße eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment ist.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leistungskenngröße eine elektrische Wirkleistung und/oder eine elektrische Scheinleistung ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Umgebungsparameter (4), insbesondere eine Luftfeuchte und/oder eine Lufttemperatur und/oder eine Seewassertemperatur und/oder eine Kühlwassertemperatur und/oder eine Luftfeuchte im Maschinenraum und/oder eine Lufttemperatur im Maschinenraum und/oder eine Ladelufttemperatur und/oder ein Ladeluftdruck und/oder eine Kühlwassertemperatur am Ladeluftkühler, gemessen werden und bei der Auswertung berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mathematischen Modell (1) der Antriebsvorrichtung (7) eine Anzahl spezifischer Bezugs-Brennstoffverbrauchswerte hinterlegt ist, welche einer entsprechenden Anzahl Wertepaare für Leistung und Drehzahl innerhalb eines, insbesondere vom Hersteller der Antriebsvorrichtung (7), ermittelten Kennfelds bei, insbesondere durch eine Norm, vorgegebenen Bedingungen hinsichtlich Luftdruck und/oder Umgebungstemperatur und/oder Seewassertemperatur und/oder Ladelufttemperatur und/oder Ladeluftdruck zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung der Bezugs-Brennstoffverbrauchswert in Abhängigkeit von gemessenen Umgebungsparametern (4) anhand eines empirischen Zusammenhangs, insbesondere entsprechend einer Norm, in einen momentanen spezifischen Brennstoffsverbrauchswert umgerechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mathematischen Modell (1) ein, insbesondere empirisch und/oder durch Simulationsrechnungen ermittelter, konstanter Zahlenwert für einen mechanischen Wirkungsgrad mindestens einer Antriebsvorrichtung hinterlegt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mathematischen Modell (1) Parametersätze für unterschiedliche Brennstoffarten hinterlegt sind und bei der Auswertung jeweils der dem verwendeten Brennstoff zugeordnete Parametersatz benutzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung des momentanen Abwärmeflusses (6) ein, insbesondere vom Hersteller der Antriebsvorrichtung (6), empirisch ermittelter, auf die mechanische Leistung der Antriebsvorrichtung bezogener Abgasmassenstrom und eine gemessene momentane mechanische Leistung der Antriebsvorrichtung(en) sowie eine gemessene Seewassertemperatur zugrundegelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mathematischen Modell (1) der Antriebsvorrichtung (7) eine Anzahl von Abgastemperaturen hinterlegt ist, welche einer entsprechenden Anzahl Wertepaare für Leistung und Drehzahl innerhalb eines vom Hersteller der Antriebsvorrichtung ermittelten Kennfelds zugeordneter Abgastemperaturen zugeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mathematischen Modell (1) eine Wirkungsgradkennlinie eines elektrischen Generators hinterlegt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistungsausgangsgröße mindestens eines Hilfsaggregats (G1, G2, GNot) des Schiffes gemessen wird, wobei das mathematische Modell (1) das Hilfsaggregat umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbraucher Kühlungsvorrichtungen und/oder Schmierölpumpen für einen Laderaum des Schiffs umfassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der gemessenen Betriebskenngröße (2, 3) in Echtzeit durchgeführt wird.