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DE10219083A1 - Produktionsschiff - Google Patents

Produktionsschiff

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Publication number
DE10219083A1
DE10219083A1 DE10219083A DE10219083A DE10219083A1 DE 10219083 A1 DE10219083 A1 DE 10219083A1 DE 10219083 A DE10219083 A DE 10219083A DE 10219083 A DE10219083 A DE 10219083A DE 10219083 A1 DE10219083 A1 DE 10219083A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ship
production ship
production
tower
wind
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10219083A
Other languages
English (en)
Inventor
Walter Schopf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE10219083A priority Critical patent/DE10219083A1/de
Publication of DE10219083A1 publication Critical patent/DE10219083A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63JAUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00Driving of auxiliaries
    • B63J3/04Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/727Offshore wind turbines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

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Abstract

Der Erfindungsgegenstand betrifft eine besondere Ausgestaltung und Ausstattung eines Produktionsschiffes vorzugsweise zur Gewinnung des zukunftsrelevanten Energieträgers Wasserstoff und des lebenswichtigen und in manchen Regionen raren Trinkwassers durch Meerwasserentsalzung. DOLLAR A Seine wesentlichsten Merkmale bestehen darin, daß DOLLAR A an Deck Windkraftmaschinen und Photovoltaik-Anlagen angeordnet sind, DOLLAR A * wodurch effiziente Windkraftanlage-Standorte genutzt werden können, DOLLAR A der erzeugte Strom weitgehend ohne Zwischenverluste Produktionsprozessen zugeführt wird, DOLLAR A Windkraftmaschinen und Solarmodule vorteilhaft angeordnet und so ausgebildet sind, DOLLAR A * daß einerseits eine große aktive Photovoltaik-Fläche zur Verfügung steht, DOLLAR A andererseits diese Anlagen raumsparend einziehbar sind, sodaß das Schiff auch für Transportzwecke geeignet ist, DOLLAR A vielfältige Einrichtungen zur Vermeidung oder Dämpfung von Schwingungen angeordnet sind, DOLLAR A * die den diesbezüglich kritischen Einsatz auf hoher See ermöglichen, DOLLAR A er eine dem Schiff zugeordnete Verankerungsstation am Meeresboden einschließt, mit Transporteinrichtungen zum Schiff sowie einer automatischen Verankerungs- und Ankoppelvorrichtung DOLLAR A * womit Rohstoffe rationell vom Meeresboden gefördert und an Bord verwertet, DOLLAR A Schadstoffe entsorgt werden können, DOLLAR A wiederholtes Ankern und Ankoppeln erleichtert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Produktionsschiff mit den in dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.
  • Ein(e) intensive Erschließung und verstärkter Einsatz regenerativer Energien ist und bleibt ein global anerkanntes Gebot der Menschheitsgeschichte. Dies, obwohl seit ersten Energie-Verknappungsscenarien (z. B. durch Club of Rome) neue, noch länger ausreichende Energievorräte entdeckt und z. T. schon erschlossen wurden, aber in Anbetracht
    • - einer verpflichtenden Sicherstellung und Erhalt lebenswichtiger Substanzen in energiereichen Grundstoffen für Zukunftsgenerationen,
    • - der zukünftig eingeschränkten Nutzung der umstrittenen Kernenergie,
    • - einer unerlässlichen CO2-Produktionsverminderung (zum an Erhalt des Klimas und somit unserer Lebensbedingungen),
    • - sowie des weltweit zunehmenden Energiebedarfes, insbesondere in Schwellen- und Entwicklungsländern, wobei in solchen Zonen ein anteilig hoher Energiebedarf für die Aufbereitung und Sicherstellung lebenswichtiger Substanzen wie z. B. Trinkwasser erforderlich ist.
  • Unter den zur Verfügung stehenden und ausbaufähigen regenerativen Energieressourcen hat sich die Windenergie favorisiert (die Wasserkraftpotentiale sind bereits im europäischen Raum weitgehend erschlossen und somit erschöpft). Umfangreiche Windkraftanlagen-Projekte wurden bereits in einem nicht erwarteten Ausmaß entwickelt und realisiert.
  • Für eine wirtschaftliche Nutzung der Windenergie bieten lie geographischen Verhältnisse unterschiedliche Voraussetzungen. So ist die Windintensität bezüglich Stärke und Kontinuität in Küstenregionen am günstigsten. Ferner wirkt sich der "Rauheitsgrat" eine Region stark auf eine(n) höhenabhängige Windverteilung und -Anfall aus (z. B. nach "Hellmann-Exponenten"), wobei Küstenregionen ebenfalls bevorteiligt sind. Darüber hinaus kommen für die Akzeptanz und Realisierbarkeit einer Windkraftanlage oder eines -Parks noch wertere Aspekte wie Geräuschimmission, Schattenwurf, optische Verträglichkeit und vor allem auch Natur- und Landschaftsschutzaspekte zum Tragen. Unter Abwägung dieser verschiedenen Kriterien haben sich Küstenregionen für die Anlage von Windparks prädestiniert. Akzeptable Inlandsstandorte (zumindest in Deutschland) sind weitgehend erschlossen bzw. nicht mehr vorhanden. Da auch Küstenregionen diesbezüglich schon weitgehend erschlossen sind, auch Argumente des Landschaftsschutzes häufig dagegen sprechen, stellt sich zwangsläufig bei Herstellern und Betreibern von Windkraftanlagen bzw. Energieversorgern der Trend zu Offshore-Windkraftanlagen ein. Außer einer erhöhten Intensität und Kontinuität des Windes auf hoher See ist auch der Höheneinfluß auf die Windverteilung geringer. Mit niedrigeren Nabenhöhen lassen sich somit bereits effizientere Ausbeuten erzielen. Ferner erlaubt die höhere Geräuschimisionserträglichkeit höhere Schnelllaufdrehzahlen, was die Effizienz einer WKA abermals zu steigern vermag.
  • Dennoch liegen auch im Offshore-Einsatz einige nachteilige Tatbestände und Fakten vor:
    • - kostspieligere Gründungen und Turmbauten,
    • - dem Naturschutz in Watt- und Schelfgebieten zuwiderlaufende Tatbestände
      • - Wasservögelreservate in Küstennähe,
      • - Vogelfluglinien in Küstennähe
      • - Geräusch- und somit Störbelastungen von Meeresgetier, insbesondere der Meeressäuger mit ihren empfindlichen und ihrer Ortung dienendem Hörvermögen,
    • - problematische Netzanbindung, wobei
      • - grundlegend neue Übertragungsleitungen und Netzsysteme geschaffen werden müssen, zudem noch mit evtl. umweltbelastender Trassenführung im Meeresboden,
      • - zumal diese Netzsysteme den Besonderheiten der Windstromgewinnung gerecht werden müssen (insbesondere bei "netzgeführten" Anlagen, was einen starken Verbund voraussetzt);
      • - Leitungen durch die Schifffahrt gefährdet sind.
  • Unter Berücksichtigung und Abwägung solcher Aspekte sind die ausgeführten und geplanten Offshore- Windkraftwerke weitgehend in Küstennähe angelegt. Eigentlich handelt es sich daher dabei mehr um "Onshore"-Windkraftwerke. WKA-Standorte in seichten Gewässern mit günstigen Gründungsbedingungen, keinen oder geringen Naturschutzauflagen und ohne Gefährdung der oder durch die Schifffahrt sind auch nur begrenzt verfügbar.
  • Als weitere unter den zur Verfügung stehenden und ausbaufähigen regenerativen Energieressourcen ist die Solarstrahlung. Sie birgt Energiepotenziale, die alle anderen Energieressourcen in einer nicht vorstellbaren Weise übertreffen. Leider ist sie bisher nur spärlich erschlossen. Schlechte Wirkungsgrade und hohe Produktionskosten der Solarmodule ist ihrer Nutzung sehr hinderlich. In unseren Regionen ist auch bei größeren Anlagen für die Netzversorgung der hohe Platzbedarf ein Negativkriterium. Dennoch lassen die aktiv betriebenen Forschungs- und Entwicklungsbemühungen, z. B. auf den Gebieten der "Dünnschichttechnik", nutzerfreundlich Fortschritte erhoffen.
  • Aufgabe und Ziel vorliegenden Erfindungsgegenstandes ist,
    • a) Windenergieanlagen-Konzeptionen zu schaffen, die geeignet sind, den auf hoher See zudem noch höheren und effektiveren Windanfall unter weitgehender Vermeidung der vorgenannten negativen Aspekte zu den quasi "Onshore"-Windkraftanlagen für die Stromerzeugung zu erschließen,
    • b) ebenso Photovoltaikanlage-Konzeptionen zu schaffen, die nutzbare Standflächen erschließen;
    • c) den damit erzeugten Strom beider Erzeugerquellen in einer effizienten und wirtschaftlichen Weise "vor Ort" zu verwerten,
    • d) die gewonnenen Energien in einen (bisher) raren, zukunftsrelevanten Energieträger, den Wasserstoff, verlustarm umzuwandeln,
      oder zur Göwinnung der lebenswichtigen, für manche Regionen raren Grundstoffes Trinkwasser einzusetzen,
    • e) wirtschaftliche Lösungen zu finden, fossile und mineralische Grundstoffe für die Wasserstoffgewinnung zu erschließen und vor Ort zu verwerten,
    • f) wirtschaftliche Lösungen für Lagerung und Transport der an Bord erzeugten oder veredelten Stoffe, sowie zur Entsorgung der dabei anfallenden schädlichen Nebenprodukte, insbesondere CO2, zu finden.
  • Die Lösung der genannten Aufgaben wird durch die in den Ansprüchen und in den Ausführungsbeispielen angeführten erfindungsgemäßen Ausführungsmerkmale erzielt.
  • Die damit erzielbaren Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß
    • - effiziente Windkraftanlage-Standorte genutzt werden können,
    • - der erzeugte Strom weitgehend ohne Zwischenverluste Produktionsprozessen zugeführt wird;
    • - durch vorteilhafte Ausbildung und Anordnung von Windkraftmaschinen und Solarmodule einerseits eine große aktive Photovoltaik-Fläche gesschaffen wird, andererseits diese Anlagen raumsparend einziehbar sind, sodaß das Schiff auch für Transportzwecke geeignet ist,
    • - der Einsatz des erfindungsgemäßen Schiffes auch auf schwingungsgefährteter "hoher See" ermöglicht wird,
    • - Rohstoffe rationell vom Meeresboden gefördert und an Bord verwertet,
    • - Schadstoffe entsorgt werden können,
    • - wiederholtes Ankern und Ankoppeln erleichtert wird.
  • Details einzelner vorteilhafter Ausführungsmerkmale ergeben sich - oder sind dort abgehandelt - aus den Ausführungsbeispielebeschreibungen.
  • Weiteres zum Stande der Technik über die im Erfindungsgegenstand einbezogenen Einsatz- und Verwertungsgebiete des Windstromes mit erkennbaren bestehenden Nachteilen:
  • Zur Wasserstoffgewinnung
  • Lösungen zur wirtschaftlichen Erzeugung von Wasserstoff zur Deckung seines umfangreichen Bedarfes in der zukünftigen Energieversorgung sind von essentieller Bedeutung. Wasserstoff stellt als Energieträger zum Betreiben von umweltfreundlichen Verbrennungsmaschihen eine vorteilhafte Alternative zu herkömmlichen erschöpflichen Treibstoffen fossiler Herkunft dar. Vor allem aber als Energielieferant für die zukunftsträchtige und umweltfreundliche Brennstoffzelle, die sowohl als umweltfreundlicher Strom- als auch als Wärmelieferant genutzt werden kann. Wasserstoff in reiner Form ist zum Betreiben von Brennstoffzellen im Mobilantrieb prädestiniert.
  • Bei all den euphorisch empfindbaren, dem Wasserstoff zuzuschreibenden Attributen ist nicht zu verkennen, daß zu seiner Erzeugung (bei populären Großanlage-Verfahren) meist Energie investiert werden muß. Diese dominant elektrische Energie(form) kann auch nicht immer umweltfreundlich produziert werden, außer man setzt den umstrittenen Atomstrom dazu ein, dessen Herstellung allerdings auch Sekundärprobleme (Entsorgung) oder gar schlimmere Ereignismöglichkeiten birgt. Außerdem ist jegliche(r) Energieumwandlung und Energietransfer - z. B. in der Energiekette bei der Erzeugung eines üblicherweise netztreuen und spannungsstabilen Stromes, mit seinen Transformationen und Leitungsverlusten und der folglichen bei der H2-Gewinnung verfahrensgerechten Umformung bzw. Gleichrichtung mit Verlusten und technischem Aufwand verbunden. So ist bekannt, daß für die im Wasserstoff enthaltene Energie etwa die doppehe Energiemenge für seine Erzeugung bereitgestellt werden muß! Somit ist die (scheinbar) unübertroffene Effizienz der unbestritten umweltfreundlichen Brennstoffzelle selbst nur die halbe Wahrheit. Zur Realisierung eines zukunftsorientierten schadstofffreien, zumindest schadstoffarmen Energieversorgungscenariums auf Wasserstoff- und insbesondere auf Brennstoffzellenbasis ist eine wirtschaftlich und umweltfteundliche H2-Gewinnung Voraussetzung.
  • Ein wichtiges Ziel ist daher, das vorstehend unter c) und d) Angeführte und sowie ein weiteres, die bei herkömmlichen Offshore-Windkraftanlagen üblicherweise außergewöhnlich aufwendigen Strom -Übertragungseinrichtungen und -Verluste zu ersparen oder zumindest zu mindern.
  • Zur Meerwasserentsalzung
  • Obwohl unsere Erdoberfläche zu ca 2/3 mit Wasser bedeckt ist, steht etwa 1/3 der Menschheit direkt kein Trinkwasser zur Verfügung. Dies z. T. auf Grund der natürlichen Gegebenheiten (Trockenregionen), aber vor allem durch die Zivilisation verursachte Eingriffe (Industrie, Tourismus, Bevölkerungswachstum, Landausbeutung durch Landwirtschaft mit dadurch verbundener oder auch anderweitig verursachter Kontaminierung oder bakterielle Verseuchung). Bereits heute sind viele Regionen auf die Gewinnung von Trinkwasser aus Meerwasser angewiesen. Diese Erfordernis wird sich besonders mit der zunehmenden Bevölkerung und dem zunehmenden Lebensstandard in den Entwicklungs- und Schwellenländern noch verstärken.
  • Ein weiteres angestrebtes Ziel des Erfindungsgedankens ist daher eine Lösungsfindung für den Transport des gewonnenen Trinkwassers in diesbezüglich bedürftige Regionen.
  • Zur Grundstoffversorgung, Entsorgung und Transportproblematik
  • Zur Wasserstoffgewinnung aus fossilen Grundstoffen bietet sich das bisher diesbezüglich relativ wenig genutzte, z. Z. noch reichlich vorhandene Erdgas an. Sein "Ignorieren" liegt wohl im kostenintensiven Erschließen und Transportieren begründet, zumal ausgiebige Lagerstätten im Meeresbereich liegen. Auch für eine aktuell gewordene, naheliegende Wasserstofferzeugung aus wasserstoffhaltigen Verbindungen, wie z. B. das "Pyrolyseverfahren" mit Plasma-Brenner, bei dem elektrische Energie benötigt wird, dürfte durch deren Mangel bzw. deren Kosten meist einer Realisierung hinderlich gewesen sein. Ein negativer Aspekt bei der Wasserstoffgewinnung aus fossilen Energieträgern ist auch der Anfall von CO2, wodurch der angestrebte umwehfreundliche H2-Einsatz ad absurdum geführt wird.
  • Daher kommt sowohl der Erschließung. bzw. Nutzung von Erdgasvorkommen möglichst nahegelegen an Verbraucher bzw. umgekehrt, als auch der Entsorgung des bei der Wasserstoffherstellung anfallenden HO2 ebenfalls besondere Bedeutung zu.
  • Eine zukunftsträchtige und vielversprechende Rohstoffquelle für Wasserstoff ist in Knollenform am Meeresboden lagerndes Methanhydrat. Dieser bisher wenig bekannte Energieträger (Methan) von sehr hoher Energiedichte lagert allerdings in tiefen Meeresgründen, wird aber in Fachkreisen als eine schier unerschöpfliche Energiequelle angesehen. Nachteilig an ihm ist, daß es auf Grund seines sehr hohen Methangehaltes sicherlich ein großer Treibhäusgasproduzent ist. Auch werden in kompetenten Fachkreisen (im noch nicht gänzlich erforschten Stadium) Bedenken dahingehend geäußert, daß bei plötzlichen Temperatur- und Druckänderungen dieses Stoffes plötzlich Methan explosionsartig frei werden könnte. Für solche bereits stattgefundenen Ereignisse größeren Ausmaßes soll es bereits am Meeresboden im Bereich solcher Lagerstätten sichtbare Hinweise geben. Diesen möglichen Gefahren muß daher bei dei Schürfung und Verarbeitung dieses Rohstoffes Beachtung geschenkt werden.
  • Weitere sekundäre Ziele des Erfindungsgedankens sind daher Verfahren und Einrichtungen zu finden oder zu schaffen für eine wirtschaftliche Schürfung solcher Rohstoffe unter Berücksichtigung ihrer möglichen Gefahrenpotenziale, denen - die Lösung vorwegnehmend - auf hoher See fem ab von Wohn- und Industriegebieten am besten entsprochen werden kann.
  • Der Anmeldungsgegenstand wird nachstehend unter Verweis auf Zeichnungen erläutert. Hierfür zeigt:
  • Fig. 1 die Vorderansicht eines erfindungsgemäß ausgestalteten Produktionsschiffes mit einer Windkraftmaschine an Deck und einer als Träger einer Photovoltaikanlage dienenden ausfahrbaren Bühnenanlage im ausgefahrenen Zustand;
  • Fig. 2 die eine Seitenansicht eines Teilstückes des Schiffes gemäß Fig. 1 mit einer Schnittdarstellung eines stilisiert dargestellten Ausfahrmechanismus für die Bühnenanlage sowie eine Einrichtung zum Umschwenken des Turmes der Windkraftmaschine;
  • Fig. 3 die andere Seitenansicht eines Teilstückes des Schiffes gemäß Fig. 1 ebenso mit einer Schnittdarstellung des stilisiert dargestellten Ausfahrmechanismus für die Bühnenanlage, sowie einer einziehbaren Turmausführung;
  • Fig. 4 das Schiffsprofil in der Vorderansicht mit eingefahrener Bühnenanlage, sowie ein einbezogenes Schalt- und Versorgungsschema für eine Seiten-Abstütz- und Schwingungsdämpfungseinrichtung.
  • Fig. 5 eine schematische Darstellung der erforderlichen unterschiedlichen Schiffsstellungen zu ihrem Verankerungspunkt in Abhängigkeit von Windrichtung und Sonneneinstrahlrichtung bei einer Solarmodulanordnung gemäß Fig. 1;
  • Fig. 6 eins hydraulisch/pneumatische Windkraftmaschinenturm - Standbasis mit in ihrer Höhe variierbaren Abstütz- und Hubelementen.
  • Fig. 7 eine Verankerungsbasis am Meeresboden für ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Produktionsschiff, mit integrierten Zapf- und Übergabeeinrichtungen für Rohrsysteme zum Fördern von aus dem oder vom Meeresboden gewonnenen Rohstoffen, oder zur Entsorgung umweltschädlicher Stoffe, oder zur Speicherung von an Bord gewonnenen Substanzen, vorzugsweise Wasserstoff.
  • Zu Fig. 1 bis 4
  • Der Schiffskörper 1 trägt einen Turm 2 mit der Gondel 3 mit ihren üblichen Einrichtungen wie Nabenlagerung, Generator, Bremse, Steuereinrichtungen ect. und die Windkraftmaschine 4.
  • Desweiteren trägt er eine nach beiden Schiffsseiten ausfahrbare Bühnenanlage, die bevorzugt aus zwei weitgehend symmetrischen Konstruktionen 5 und 6 besteht und auf der Oberseite angeordneten Solarmodulen 7,27. Diese sind an längs zum Schiffskörper 1 verlaufenden verdrehbaren Wellen 8 kippbar angeordnet. Die Bühnenhälften 5 und 6 sind am Schiffskörper mittels der Lagerbasen 9 und 10 schwenkbar gelagert, so, daß sie im Einsatz eine der Sonne zugeneigte Schrägstellung einnehmen. Zur Abstützung der weit auskragenden Bühnen 5 und 6, aber auch zur Stabilisierung insbesondere bei seitlicher Windbeaufschlagung sind an ihren Enden ins Wasser tauchende, vorzugsweise untertauchende Schwimmkörper 11 und 12 angeordnet.
  • Der an Bord erzeugte Strom ist außer für die Versorgung üblicher Betriebseinrichtungen hauptsächlich zur elektrolytischen Wasserstoffgewinnung sowie zur Meerwasserentsalzung bestimmt. Hierfür ist der Schiffskörper 1 mit zweckentsprechenden verfahrenstechnischen Einrichtungen bestückt. Ferner weist er zur Lagerung, bzw. Speicherung, oder bzw. und für den Transport von Rohstoffen oder an Bord erzeugten und gewonnenen Substanzen Lager- und Tankräume auf.
  • Ein wesentlicher günstiger Aspekt für den Einsatz der Photovoltaik für vorgenannten Zeck ist, daß der damit gewonnene Gleichstrom ohne sonst verlust- und aufwandbehaftete Gleichrichtaktion für diese Verfahrensprozesse eingesetzt werden kann.
  • Da die Effizienz der Solarmodule generell sehr stark vom Einfallwinkel der Sonnenstrahlen beeinflußt wird, ist eine optimale rechtwinklige Stellung zur Sonne eine essentielle Forderung. Eine praktische Möglichkeit dafür ist - die auch schon in einigen (meist Forschungs-) Projekten praktiziert wird - jedes einzelne Solarmodul zweiachsig drehbar zu lagern und der Sonne nachzuführen. Dies erfordert aber einen hohen konstruktiven und finanziellen Aufwand. Vor allem aber sind solche Lösungen für den rauhen aggressiven Offshore-Einsatz nicht, oder zumindest kaum akzeptabel. Der Einfachheithalber sind deshalb die Solarmodule 7,27 an den zum Schiffsrumpf weitgehend paralell verlaufenden Wellen 8 angeordnet, was außer der Möglichkeit der Neigungsvariation noch ein raumsparendes "Einklappen" (s. Fig. 4) der Solarmodule ermöglicht. Die horizontale richtige Einstellung zur Sonne wird durch eine entsprechende Schiffsstellung bewirkt. Hierzu lässt Fig. 5 erkennen, daß bei Verankerung im Meeresboden die Ankeranbindung am Schiff je nach Windrichtung und tageszeitabhängigen Sonnenstand sehr unterschiedlich, im Vollkreis um das Schiff herum, erfolgen muß. Um dieser Erfordernis gerecht zu werden, weist der Schiffskörper 1 eine umlaufende Befestigungsbasis für eine örtlich beliebige Anbindung des Ankerseils auf. Sie besteht aus einen Steg 13 mit Querbolzen 14, die Triebstockverzabnungsähnliche Aufgaben erfüllen. An diesen liegen auf der Innenseite verzahnte Räder 15, 16 an, die in einer bügelförmigen Halterung 17 für Ankerseilstränge 57, 58 gelagert sind. Ein Zahnrad 16 wird durch eine damit verbundene Antriebseinrichtung 18 zum horizontalen Positionieren dieser Ankerbefestigung am Schiffsrumpf angetrieben. Zur Sicherstellung einer differenten Stabilität des Schiffes bei seitlicher Anströmrichtung sind zwei solche Einrichtungen vorgesehen, deren aneinander ergänzende Funktionen aus der Beschreibung der Fig. 5 hervorgehen.
  • Aus konstruktiven und Festigkeits-Kriterien ist die solarmodultragende Bühne 5, 6 der Schiffslänge nach in Abschnitte aufgeteilt. Zwischen ihnen und an den Enden befinden sich die Abstütz- und Gelenkpunkte für die tragenden Strukturen der Bühnen 5, 6. An einer schiffskörperfesten Abstützbasis 21 befinden sich Gelenk- und Abstützzapfen 22 einer Führungstraverse 23 in der eine Plattform 24 mit den darauf angeordneten Solarmodule 27 verschiebbar fixiert ist. An dieser ist wiederum eine weitere Führungstraverse 25 angeordnet, in der ebenso eine Plattform 26 mit Solarmodulen 27 verschiebbar fixiert ist. Gegenseitige Bühne 5 ist ebenso geartet.
  • Die Schwimmkörper 11, 12 sind durch Stützen 28, 29 mit Gelenken 30,31 mit den Bühnenenden derartig verbunden, daß sie auch bei Nichtbedarf bei eingezogener Bühne 5,6, z. B. während einer Transportfahrt an den Schiffsrumpf angelegt werden können.
  • Für betriebslose Phasen der Windkraftmaschine wie z. B. bei Transportfahrten, gefährlichen Witterungsbedingungen, oder zu Reparaturzwecken wird der Turm 1 umgelegt bzw. eingezogen. Hierfür sitzt er in einer schiffsrumpffesten Gelenkbasis 32 oder er besteht alternativ aus teleskopartig ineinanderschiebbaren Rümpfen 33, 34, 35, wobei der äußere und die eingefahrenen bis zum Schiffsboden reichen. In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, die Windkraftmaschinenflügel 36 zusammenklappbar auszuführen.
  • In Fig. 4 sind die Energieerzeuger in Ruhestellung positioniert, wie es z. B. Fahrt angemessen ist. Die hauptsächlich die Seitenstabilität der Gesamtanlage steigernden Schwimmkörper 11, 12 weisen zum Vergrößern ihres Auftriebes und somit ihrer Abstützkraft zusätzlich im Volumen veränderbare Einrichtungen auf, z. B. in Form von aufblasbaren Gummibälgen 19, 20. Diese werden durch dynamisches Befüllen und Entleeren zur Schwingungsdämpfung (bei Schwingungen um die Schiffslängsachse) genutzt. Dies ist in Anbetracht der bei seitlicher Windanströmung des Schiffes durch den relativ weit oben wirksamen Staudruck an der Windkraftmaschine besonders aktuell. Zur Steuerung dieser Funktionen sind folgende zwei alternative Einrichtungen und Verfahren vorgesehen:
    • 1. Eine Ventileinrichtung 37, in seiner Funktionsweise eines Vier Wegeventils, versorgt von einem Druckluftspeicher 38, der von einen Kompressor 39 befüllt wird, führt alternativ über dies Verbindungsleitungen 40,41 den Gummibälgen 19, 20 Druckluft zu. Je nach Stellkommandointensität der Ventileinrichtung 37 wird in umgekehrter Zuordnung jeweils der andere über die Abflußleitungen 42, 42 druckentlastet bzw. entleert.
      Zur Energieeinsparung bei diesem zyklischen, mit Druckaufbau verbundenen Befüllen kommt eine besondere Schaltweise zur Anwendung. Die Abflußleitungen 42, 43 sind zur Saugleitung 44 des Kompressors 39 geführt, in der ein Rücklagventil 45 sitzt. Der Kompressor 39 ist in seiner Förderleistung regelbar ausgeführt und so gesteuert, daß er zwar ein niedrigeres Druckniveau eingangseitig es die in Entspannung begriffenen Kammern der Gummibälge 19, 20 erfordern einregelt, das aber noch höher liegt als der atmosphärische Druck. Die Ersparnis besteht in der Förderleistung, die sich aus dieser Druckdifferenz und dem Fördervolumen ergibt. Nur zu ergänzende, oder zum Heben des Betriebsdruckniveaus erforderliche Fördermengen werden der unter Normalbedingungen über Rücksschlagventil 45 eingesogen.
    • 2. Die Druckräume der Gummibälge 19, 20 sind über die Verbindungsleitung 46 über eine dazwischengeschaltete, in beide Richtungen betreibbare Pumpe bzw. Kompressor 47 verbunden, so, daß antriebsrichtungsabhängig die Gummibälge 19, 20 alternativ gefüllt oder entleert werden. Die Förderleistung ergibt sich wiederum nur aus der Druckdifferenz und dem Volumenstrom. Das (etwa mittlere) Druckniveau dieses Systems wird durch den in die Verbindungsleitungen 46, 47 fördernden, seltener aktiven Kompressor 49 bestimmt.
  • Diese Einrichtungen können natürlich auch mehrfach, auch um eine Schiffsquerachse 49-50 wirksam, angeordnet sein.
  • Als weitere, oder alternative Einrichtung zur Schwingungsdämpfung sind die Nutz- oder zusätzlichen Tankräume als (Frahmsche-) Schlingertanks ausgebildet.
  • Zu Fig. 5
  • Der Schiffskörper 53 ist mit der Ankerbasis 54 am Meeresboden über Ankerseil 55, welches in einen Knotenpunkt 56 in zwei Stränge 57 und 58 übergeht, über eine Verbindungseinrichtung 59 gemäß der Pos, 15, 16, 17, 18, der Fig. 1 verbunden. Er trägt die nach der jeweiligen Windrichtung ausgerichtete Windkraftmaschine 60, sowie das Bühnengerüst 61, 62 mit seinen reihenweise darauf angeordneten Solarmodulen. Bei dieser und den weiteren, bzw. einzelnen Darstellungen sind jeweils die Ankerpunkte 54 auf Linien einheitlicher Wind- und Sonneneinstrahlrichtung angeordnet, aus deren Relationen sich die Schiffsstellung ergibt.


  • Die Darstellungen lassen die Erfordernis einer variablen und gesteuerten Anbindung des Schiffes an die Verankerungsbasis erkennen, was durch die erfindungsgemäße Ausführungen der Positionen 15, 16, 17 und 18 gelöst wird.
  • Zu Fig. 6
  • Pos 75 stilisiert einen Turmträger, wie z. B. die unter Fig. 2 beschriebene Pos 5. Auf ihr ruht eine obere Turmträgerbasis 76, auf der der Turm 1 einer Windkraftmaschine sitzt. Beide sind mittels hydraulischer oder pneumatischer Abstütz- und Hubelemente 77, 78, 79,89,81 miteinander verbunden. Diese sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel als großflächige, flache Gummibälge ausgeführt. Sie ermöglichen in beliebige Richtungen ein vorzugsweise hydraulisch bewirktes Schwenken beider Turmträgerbasen zu einander.
  • Bei den zweckmäßigerweise aus Fig. 1 und 2 übernommenen Turm-Sitz- und Befestigungsmerkmalen muß der Freiraum 83 des Turmsitzes natürlich entsprechende Schwenkfreiheiten aufweisen. In vorliegendem Ausführungsbeispiel bilden die Abstütz- und Hubelemente-Paare 78,81 eine Schwenkachse X-X, die Abstütz- und Hubelemente 77,79/80 die Achse Y-Y. Wegen der auf den Turm einseitig einwirkenden Windlast 84 sind auf der höher belasteten Leeseite die Abstütz- und Hubelemente doppelt angeordnet. Desweiteren ist zur Kompensation evtl. auftretender Hebekräfte an der Luvseite ein entgegengesetzt wirkendes Abstütz- und Hubelement 82 auf der Unterseite der unteren Turmträgerbase 75 angeordnet. Dieses bewirkt eine nach unten gerichtete auf die obere Turmträgerbasis 76 einwirkende Haltekraft, übertragen durch Druckplatte 85 und einen, die untere Turmträgerplatte 75 freigängig durchdringendes Verbindungsstegpaar 86.
  • Die Schwenkbasis der Y-Y-Achse bilden die Abstütz- und Hubelemente 77 und 79,90. Die aktiven Schwenkbewegungen um diese Achse bewirken die Abstütz- und Hubelemente 78 und 81. Deren hydraulische Versorgung erfolgt mittels Hydraulikpumpe 87 über ein Absperrventil 88 (zum Halten eines aufgebauten Druckniveaus). Zur Dosierung erforderlicherweise unterschiedlicher Druckbeaufschlagung dieser Abstütz- und Hubelemente 78 und 81, so zum Zwecke einer Turmneigungskorrektur oder für dynamische Schwingungsdämpfungsmaßnahmen ist in deren Verbindungsleitung 89eine in beide Richtungen förderbare Pumpe 90 eingebaut. Ein wesentlicher Vorteil dieser Regel- und Druckversorgungskonzeption ist ihr geringer Leistungsbedarf. Dies, weil nicht wie häufig in der gängigen Hydraulik üblich, volle Abstützdrücke eines Hydraulikzylinders aufgebracht und überwunden werden müssen, sondern infolge der Druckbeaufschlagung der Saugseite mit dem Gegendruck der anderen Abstütz- und Hubelemente-Basis nur eine (meist geringe) Druckdifferenz vom Druckerzeuger aufgebaut werden muß.
  • Die Bewegungen um die Y-Y-Achse werden im wesentlichen auf gleicher Weise mit gleichen Elementen bewirkt. Zur Druckmittelversorgung und Druckhaltung dient eine Hydraulikpumpe 91 und ein Absperrventil 92, zur Aufbringung des Differenzdruckes eine in der Verbindungsleitung 93 angeordnete in beide Richtungen förderbare Pumpe 94. Zusätzlich ist zum alternativen Einsatz der gegenläufig wirkenden Abstütz- und Hubelemente 77 und 82 ein Umschaltelement angeordnet, das alternativ in Stellung 95a das obere Abstütz- und Hubelement 77 aktiv schaltet, wobei das untere Abstütz- und Hubelement 82 über Abflußleitung 96 mit einem Druckmittelreservoir 97 verbunden ist. Bei der alternativen Schaltstellung 95b sind die Verbindungen umgekehrt. Ferner ist zum Zu- und Abschalten des zweiten Abstütz- und Hubelementes 80 ein Schaltelement 98 angeordnet.
  • Gesteuert werden die hydraulischen Schalt- und Versorgungselemente von einer microprozessor- gesteuerten Steuer- und Regeleinrichtung unter Einbeziehung dafür erforderlicher Sensorik nach einem vorbestimmten Modus. Neben Turm Neigungskorrekturen zur günstigen Schwerpunktpositionierung der Windkraftmaschine 2/3/4 mit Turm ist diese Einrichtung auch zur Schwingungsdämpfung vorgesehen, in dem Turm mit der Windkraftmaschine und der schwimmende Windkraftanlagenträger (das Schiff mit seinen sonstigen Aufbauten) als ein Zweimassensystem behandelt, deren Schwerpunkte mit zweckentsprechenden Vektorrichtungen zueinander bewegt bzw verändert werden.
  • Zu Fig. 7
  • Die Ankerbasis besteht aus einer im Meeresboden 100 senkrecht angeordneten massiven Achse 101, die in einem Betonsockel 102 eingebettet, mit je nach Beschaffenheit des Meeresbodens angemessenen, bevorzugt schräg damit fest verbundenen Gründungspfählen 103. Am oberen Endbereich über den Meeresboden weist er eine umlaufende Nut 104 auf, in der eine verdrehbare, fest darin arritierte Halteeinrichtung 105 für das daran befestigte, schräg nach oben führende Ankerseil 106 sitzt.
  • In der erfindungsgemäßen Ausstattung des Produktionsschiffes zur Erzeugung von Wasserstoff ist auch die Erschließung und Förderung des H2-Trägers Erdgas aus Feldern im Meeresboden einbezogen.
  • Dafür wird sie weitgehend über bzw. in der Nähe des Erdgasvorkommens auf See positioniert bzw. verankert und über Rohr- oder Schlauch- Transporteinrichtungen 106 mit Sammelleitungen 108 des Erdgasfeldes verbunden. Die Ankerbasis des Schiffes weist auch Einrichtungen zur Übergabe and Übertragung des Erdgases an die Transporteinrichtung des Schiffes auf, besonders unter Berücksichtigung des Umstandes, daß die Transportvorrichtungen (Rohre) 107 aus verschiedenen, mit der Windrichtung wechselnden Richtungen heranführen oder sogar die Ankerbasis umkreisen können. Hierfür ist an der Achse 101 oberhalb der Ankerseilfixierung eine in horizontaler Ebene drehbare Übertragungseinrichtung 108 angebracht, bestehend aus einer auf der Achse 101 angeordneten Drehbasis 109 mit Querbohrungen 110 zu einem Hohlraum 111 der über Absperrorgan 112 mit der Sammelleitung 113 eines Erdgasfeldes in Verbindung steht, sowie aus einem die Drehbasis 109 dichtend umschließendes Übertragungselement 114 mit einem ringförmigen Hohlraum 115, der in ein Verbindungsrohr 116 zu dem nach oben führenden Transportrohr 107 übergeht.
  • Zwischen diesen Rohren 116 und 107 ist ein Rohrgelenk 117 angeordnet, und, sofern bei es starren Rohrsystemen des Ankerseils 106 als Tragseil genutzt wird, sind mehrere solcher Rohrgelenke in der Übertragungsstrecke zum Schiff angeordnet. Dies als Anpassungsmöglichkeit für dem nach der "Kettenlinie"-durchhängenden Verlauf des Ankerseiles 106, dessen Durchhang sich weitgehend zugkraft- bzw. windkraftabhängig einstellt.
  • Vorteilhaft bei relativ schweren Transportrohrausführungen ist - sofern der entlastende eigene Auftrieb gering ist - in der nach oben führenden Rohrstrecke ein oder mehrere Schwimmkörper an das Rohrsystem anzubringen um durch deren Auftrieb die Zugbelastungen im Transportrohrsystem oder bzw. und in dem als Tragseil fungierenden Ankerseil zu mindern.
  • Die vorstehend beschriebenen, in die Ankerbasis integrierten Einrichtungen zur Bewirkung eines Warentransportes zwischen dem Meeresboden und dem erfindungsgemäß ausgestatteten Schiff können natürlich für andere Waren und Substanzen eingesetzt oder dafür erweitert werden. Eine Möglichkeit dazu besteht in der Anordnung einer zweiten Rohrverbindung zum Schiff, wofür ein zweiter Drehübertrager 119 nach Art des ersten an der Achse 101 angeordnet ist, wobei die weiterführende Leitung 122 in ein Speicher- oder -sonstiges System führt. Damit, oder auch mit erstem sollen und können verschiedene weitere Aufgaben gelöst werden:
  • CO2-Entsorgung
  • Da bei der H2-Extraktion aus fossilen Grundstoffen auch umweltschädliches CO2 frei wird, sind Einrichtungen zur CO2-Entsorgung in den Erfindungsgedanken einbezogen. Vorgesehen ist,
    • a) soweit natürlich dis geophysikalischen Voraussetzungen dazu vorliegen, CO2 in bereits leere oder in Teilstücken von Gaslagerstätten oder sonstige vorhandene und dafür geeignete Hohlräumen im Meeresboden zu pumpen;
    • b) CO2 dem Meerwasser zu überlassen. Zu dieser Thematik sei erwähnt, daß bereits auf natürlichem Wage ein großer Teil des in der Atmosphäre enthaltenen CO2 vom Meerwasser (über seine Oberfläche) absorbiert wird. Naheliegend ist daher, mit zukünftigen Verfahren gesteigert - zumindest was den vorliegend zur Diskussion stehenden Bord- CO2-Anfall betrifft - Meerwasser in einem (vorausgesetzt verträglichen Maße) mit CO2 anzureichern. Diesenfalls könnte Leitung 122 zu einer die CO2 -Absorbtion aktivierenden Unterwasseranlage führen.
    • c) Speicherung von Wasserstoff in Hohlräumen im Meeresboden (evtl. leeren Erdgaskammern). Hierbei ist sowohl an den an Bord des erfindungsgemäß ausgestatteten Schiffes aus fossilen Rohstoffen gewonnenen, als auch durch Elektrolyse erzeugten Wasserstoff gedacht. Dabei erscheint die Nutzung eines durch die beschriebene Ankerbasis im Zusammenhang mit der Erdgasnutzung quasi (schon) erschlossenen bzw. Meeresbodenbereich besonders günstig. Aber auch die Möglichkeit, daß die H2-Produktion (bevorzugt mittels Elektrolyse) "vor Ort" über einer geeigneten Speicherstätte plaziert werden kann, ist sicherlich ein wirtschaftlicher Aspekt.
    Bezugszeichenliste Fig. 1 bis 4
  • 1
  • Schiffskörper
  • 2
  • Turm
  • 3
  • Gondel
  • 4
  • Windkraftmaschine
  • 5
  • ,
  • 6
  • Bühne
  • 7
  • Solarmodul
  • 8
  • Wellen
  • 9
  • ,
  • 10
  • Lagerbase
  • 11
  • ,
  • 12
  • Schwimmkörper
  • 13
  • Steg
  • 14
  • Querbolzen
  • 15
  • ,
  • 16
  • Zahnrad
  • 17
  • Halterung
  • 18
  • Antriebseinrichtung
  • 19
  • ,
  • 20
  • Gummibalg
  • 21
  • Abstützbasis
  • 22
  • Abstützzapfen
  • 23
  • Führungstraverse
  • 24
  • Plattform
  • 25
  • Führungstraverse
  • 26
  • Plattform
  • 27
  • Solarmodul
  • 28
  • ,
  • 29
  • Stütze
  • 30
  • ,
  • 31
  • Gelenk
  • 32
  • Turmgelenkbasis
  • 33-35
  • Teleskop-Turmelement
  • 36
  • Windkraftmaschinenflügel
  • 37
  • hydr. o. pneum. Schaltelement
  • 38
  • Druckluüspeicher
  • 39
  • Pumpe/Kompressor
  • 40
  • ,
  • 41
  • Verbindungsleitung
  • 42
  • ,
  • 43
  • Abflußleitung
  • 44
  • Saugleitung
  • 45
  • Rückschlagventil
  • 46
  • ,
  • 47
  • Verbindungsleitung
  • 48
  • Pumpe/Kompressor umkehrbar
  • 49
  • Pumpe o. Kompressor
  • Fig. 5
  • 53
  • Schiffskörper
  • 54
  • Ankerbasis
  • 55
  • Ankerseil
  • 56
  • Knotenpunkt
  • 57
  • ,
  • 58
  • Ankerseilstrang
  • 59
  • Verbindungseinrichtung
  • 60
  • Windkraftmaschine
  • 61
  • ,
  • 62
  • Bühnengerüst
  • 63
  • Linie der Windrichtung aus Ost
  • 64
  • Linie der Windrichtung aus Süd
  • 65
  • Linie der Windrichtung aus West
  • 66
  • Linie der Windrichtung aus Nord
  • 67
  • Linie der Sonneneinstrahlrichtung Ost
  • 68
  • Linie der Sonneneinstrahlrichtung Süd
  • 69
  • Linie der Sonneneinstrahlrichtung West
  • Fig. 6
  • 75
  • Turmträgerbasis untere
  • 76
  • Turmträgerbasis obere
  • 77-82
  • Abstütz- und Hubelement
  • 83
  • Freiraum
  • 84
  • Windkraft resultierende
  • 85
  • Druckplatte
  • 86
  • Verbindungssteg
  • 87
  • Hydraulikpumpe
  • 88
  • Absperrventil
  • 89
  • Verbindungsleitung
  • 90
  • Pumpe o. Kompressor umkehrbare(r)
  • 91
  • Pumpe o. Kompressor
  • 92
  • Absperrventil
  • 93
  • Verbindungsleitung
  • 94
  • Pumpe o. Kompressor umkehrbare(r)
  • 95
  • Umschaltelement
  • 96
  • Abflußleitung
  • 97
  • Druckmittelreservoir
  • 98
  • Zuschaltelement
  • Fig. 7
  • 100
  • Meeresboden
  • 101
  • Betonsockel
  • 102
  • Achse
  • 103
  • Gründungspfahl
  • 104
  • Nut umlaufende
  • 105
  • Halteeinrichtung
  • 106
  • Ankerseil
  • 107
  • Transportrohr
  • 108
  • ,
  • 109
  • Drehübertrager
  • 110
  • Drehbasis
  • 111
  • Querbohrung
  • 112
  • Hohlraum
  • 113
  • Absperrorgan
  • 114
  • Übertragungsbasis
  • 115
  • Hohlraum ringförmiger
  • 116
  • Verbindungsrohr
  • 117
  • Rohrgelenk
  • 118
  • Transportrohr
  • 119
  • Zwischenrohr
  • 120
  • Leitung
  • 120
  • 121
  • Absperrorgan
  • 122
  • ,
  • 123
  • Leitung zu Speicher- oder -sonstigen Systemen

Claims (35)

1. Produktionsschiff, im wesentlichen bestehend aus einem seetüchtigen Schwimmkörper nach Art bekannter Schiffe, ausgestattet mit Fabrikationseinrichtungen oder bzw. und verfahrenstechnischen Einrichtungen zum Weiterverarbeiten, Veredeln oder Umwandeln von Grundstoffen oder zur Herstellung von Treibstoffen, ausgestattet mit Antriebsmaschinen zu seiner schwimmenden Fortbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß
Anlagen zur Stromgewinnung aus regenerativen Energien,
einer Elektrolyse-Anlage zur Gewinnung von Wasserstoff,
eine Einrichtung zur Meerwasserentsalzung,
an Bord angeordnet ist,
wobei der an Bord erzeugte Strom außer der Versorgung bordeigener Betriebseinrichtungen für die Verfahrensprozesse eingesetzt wird,
es desweiteren Einrichtungen aufweist oder ihm zugeordnet und derartig ausgestaltet sind, daß sie geeignet sind, Rohstoffe vom Meeresboden an Bord zu fördern, oder bzw. und auch Stoffe von Bord zu dem Meeresboden zwecks Entsorgung oder Lagerung zu befördern,
es Tank- und Lagerräume zur Aufnahme der an Bord geförderten, veredelten oder erzeugten Substanzen aufweist.
2. Produktionsschiff, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage zur Stromgewinnung aus einer Windkraftenergieanlage besteht.
3. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Windkraftanlage aus einer weitgehend in Deckmitte eines Schiffsrumpfes (1) angeordneten Turm (2) mit einer darauf angeordneten drehbaren Gondel (3) mit einem Konverter (4) und einem von ihm angetriebenen Generator besteht.
4. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben einem weitgehend Deckmitte angeordneten Konverter längsseitig davon, weitgehend an den Schiffsenden, zusätzliche niedriger positionierte Windkraftmaschinen angeordnet sind.
5. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Windkraftmaschinen Darrieus-Rotoren sind.
6. Produktionsschiff, nach Anspruch 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Darrieus-Rotoren mit vertikaler Drehachse in einer Lagerbasis gelagert sind, die gleichermaßen als Generator ausgebildet ist.
7. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Windkraftmaschine ein auf einem niedrigen Turm (129) angeordneter Konverter (125) ist.
8. Produktionsschiff, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage zur Stromgewinnung eine Photovoltaik-Anlage ist.
9. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerbasis für die Photovoltaik-Anlage eine weitgehend die gesamte Schiffsoberseite abdeckende, ausfahrbare und um die Schiffslängsachse schwenkbare Bühne (5, 6) angeordnet ist.
10. Produktionsschiff, nach Anspruch 1, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bühne aus mehreren fächenhaften Teilen besteht, die teleskopartig in- und zueinander zusammengefügt und auseinanderfahrbar ausgeführt sind, wobei sie der Schiffslänge nach in zwei, je eine einer Schiffsseite zugeordneten Bühnenhälften (5 und 6) ausgeführt ist.
11. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarmodule (7, 27) der Photovoltaik-Anlage auf der Bühne (5, 6) auf an längsgelagerten Wellen (8) schwenkbar angeordneten Platten (7, 27) angebracht sind.
12. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 und 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bühnenhälften (5 und 6) eine Bauweise mit einem Schwenkmechanismus (9, 10,11, 22), sowie einem teleskopartigen Verschiebemechanismus (2-25) derart aufweisen, daß sie sowohl soweit auseinandergefahren werden können, daß die durch die Photovoltaikkomponenten (7, 27) belegten Flächen ein mehrfaches der Schiffsdeckfläche beträgt, als auch soweit ineinander geschoben werden können, daß sie einen bündigen, vorzugsweise die Schiffsbreite nicht überschreitenden Stapel bilden.
13. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 und 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Bühnen (5, 6) seitlich des Schiffes (1) Schwimmkörper (11, 12) über eine gelenkige Hebelage (28, 29) angeordnet sind.
14. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Schwenkeinrichtung (32) für den Turm (2) der Windkraftmaschine (4) aufweist.
15. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Turm (2) der Windkraftmaschine (4) teleskopartig ausgebildet ist, wobei das unterste Rohrelement (35) weitgehend bis zum Schiffsboden reicht und die Windkraftmaschinenrotorblätter (36) umlegbar ausgeführt sind.
16. Produktionsschiff, nach Anspruch 1, 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiffsrumpf (1) eine weitgehend um das Schiffumlaufende Befestigungseinrichtung Ihr ein Ankerseil (55) aufweist.
17. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die um den Schiffskörper umlaufende Ankerseiltbefestigungseinrichtung aus einem Steg (13) besteht, der an seinem Rande triebstockverzahnungartige Bolzen (14) trägt, an denen auf der Schiffsseite zahnradartige Rollkörper (15, 16) formschlüssig anliegen, die in einem als Ankerseilhalterung ausgebildeten Bügel (17) gelagert sind, wobei mindestens eine (16) von einer am Bügel (17) angeordneten Antriebseinrichtung (18) angetrieben wird.
18. Produktionsschiff, nach Anspruch 1, 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwei solche umlauftbare Ankerseilbefestigungseinrichtungen (13-18) angeordnet sind, wobei an jeder ein Ankerseilstrang (57, 58) befestigt ist, der zu einer zentralen Verankerungsbasis (54) führt, oder diese Ankerseilstränige (57, 58) in einen Knotenpunkt (56) vereint in ein einheitliches Ankerseil (55) übergehen.
19. Produktionsschiff, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Einrichtung zur selbstätigen Positionseinhaltung auf dem Meere aufweist.
20. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der in Längsrichtung wirkenden Schiffsschraube querwirkende Antriebseinrichtungen angeordnet sind wie schwenkbare Staustrahlantriebe oder Voith-Schneider-Propeller, und es eine elektronische Empfangs-, Steuer- und Regeleinrichtung zur satelittengeführten Steuerung der Antriebseinrichtungen aufweist.
21. Produktionsschiff, nach Anspruch 1, 2, 5, 6, 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle des zusätzlich angeordnete Darrieus-Rotors durch den Schiffskörper nach unten geführt ist und unterhalb des Schiffskörpers (1) einen Voith-Schneider-Propeller trägt.
22. Produktionsschiff, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre der Stromerzeugung und -Aufbereitung dienenden elektrischen Komponenten wie Generatoren, Solarmodule, Wechsel- oder Gleichrichter derartig ausgebildet sind, daß sie den erzeugten Strom unterschiedlichen Verbrauchernetzen zuführen
einem spannungs- und frequenzstabilen Versorgungsnetz für die bordeigenen Betriebseinrichtungen,
einem Last-Versorgungsnetz für die Verfahrensprozesse z. B. für die Elektrolyse, vorzugsweise einem Gleichstromnetz.
23. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 und beliebiger weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß es Einrichtungen aufweist
zur Korrektur der Turmstellung bzw. Neigung bei ungleichmäßiger Windbelastung
zur Vermeidung von Schwingungs-Aufschaukelungs- und Resonanzvorgängen sowie zur Schwingungsdämpfung.
24. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß es mit (Frahmsche-)Schlingertanks ausgestattet ist, wobei auch nutzbare Tankräume dazu zweckentsprechend ausgeführt sind.
25. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß es, oder die Windenergie-Aufbauten, mit einer systemfesten Lagerung einen Schwungradkreisel aufweist.
26. Produktionsschiff, nach Anspruch 1, 23 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwungradkreisel im Turm (2) als separate Einrichtung angeordnet ist.
27. Produktionsschiff, nach Anspruch 1, 2 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß an rotierenden Basen der Windkraftmaschine, oder an einer verdrehfest damit verbundenen anderen Basis, eine Schwungmasse angeordnet ist, deren Schwungmoment (auf einen einheitlichen Punkt reduziert) mindestens 40% über der Summe der Schwungmomente der anderen, nach aktuellem Stand des Maschinenbaues und der Windkraftmaschinentechnik ausgeführten rotierenden anderen Bauelemente des gleichen Triebpfades liegt.
28. Produktionsschiff, nach Anspruch 1, 9, 10 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die im Betriebszustand seitlich ausladenden Schwimmkörper (11, 12) zusätzliche, in ihrem Volumen und somit Auftrieb variierbare Kammern (19, 20) aufweisen wobei ihnen eine ihre Volumenvariation bewirkende Versorgungs- und Regeleinrichtung zugeordnet ist.
29. Produktionsschiff, nach Anspruch 1, 2 und 28, dadurch gekennzeichnet, daß die varüerbaren Kammern (19, 20) aus Gummibälgen bestehen.
30. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 und 28 dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungs- und Regeleinrichtung aus mindestens nachstehenden Komponenten besteht: einen über ein Rückschlagventil (45) ansaugende(r) (Versorgungs-)Pumpe oder Kompressor (39), einen damit belieferten Druckspeicher (28), ein damit versorgtes Steuerventil (39) mit einer Vierwege-Schaltfunktion derart, daß über Verbindungsleitungen (40, 41) die variierbaren Kammern (19, 20) in einer vorbestimmten Weise befüllt oder über Abflußleitungen (42, 43) entleert werden.
31. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 und 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungs- und Regeleinrichtung aus mindestens nachstehenden Komponenten besteht: eine(r)(m) in beide Anschlußrichtungen betreib- und förderfähige(r)(n) Pumpe oder Kompressor (47), die oder der über Verbindungsleitungen (46, 47) die variierbaren Kammern (19, 20) in einer vorbestimmten Weise befüllt oder entleert, eine(r)(m) den Druck und die Füllmenge dieses Kreises bestimmenden (Versorgungs-) Pumpe- oder Kompressor (49).
32. Produktionsschiff, nach Anspruch 1, 2, 3 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß
der Windkraftmaschinenturm (2) auf einer oberen Turmträgerbasis (76) sitzt, die sich über dazwischen angeordnete, in ihrer Stärke variierbare Abstütz- und Hubelemente (77-82) auf einer unteren Turmträgerbasis (75) abstützt,
sie eine Versorgungs-, Regel- und Steuereinrichtung zum Befüllen der Abstütz- und Hubelemente (77-82) aufweist.
33. Produktionsschiff, nach Anspruch 1 und 32, dadurch gekennzeichnet, daß die in ihrer Höhe variierbaren Abstütz- und Hubelemente (77, 78, 79, 81, 82) großflächige Gummibälge sind.
34. Produktionsschiff, nach Anspruch 1, 23 und 30, dadurch gekennzeichnet, daß
die in ihrer Höhe varüerbaren Abstütz- und Hubelemente (77, 81) gegenüberliegend der Turmmitte verteilt angeordnet sind, so, daß Turmkippbewegungen relativ zum Turmträger (5) nach allen beliebigen Seiten gezielt bewirkt werden,
wobei seitlich einer zur Windrichtung (84) rechtwinkeligen Schwenkachse (Y-Y) ein Abstütz- und Hubelemente-Paar (77, 81) angeordnet ist,
in Windrichtung (84) jenseits der Schwenkachse (X-X) auf der windbelasteten Seite Abstütz- und Hubelemente (79, 80) mehrfach angeordnet sind, auf der windentlasteten Seite außer einem die Windenergieanlage-Träger übernehmenden Abstütz- und Hubelement (77) ein umgekehrt wirkendes Abstütz- und Hubelement (82) angeordnet ist.
35. Produktionsschiff, nach Anspruch 1, 23, 32 und 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstütz- und Hubelemente (77-82) hydraulisch oder pneumatisch in ihrer Höhe geregelt werden.
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