Marine-Stromversorgungen liefern geregelten Strom für Schiffe, Offshore-Anlagen und Unterwassersysteme, indem sie Energie aus Batterien, Generatoren und Landanschlüssen umwandeln und stabilisieren. Zu den verfügbaren Lösungen zählen AC-DC-Stromversorgungen, DC-DC-Wandler, galvanisch getrennte Module, redundante Architekturen sowie druckfeste Unterwasser-Stromversorgungen.
Auf dieser Seite werden Anbieter von Stromversorgungssystemen für die Schifffahrt vorgestellt, die in den Bereichen ozeanografische Forschung, hydrografische Vermessungen, Überwachung der Meeresumwelt, Navigation, Kommunikation und unbemannte Systeme zum Einsatz kommen.
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Robuste Stromversorgungen und Wandler für Schiffs- und Marinesysteme
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Schiffsnetzteile versorgen Geräte an Bord von Schiffen, auf Offshore-Anlagen und in Unterwassersystemen mit geregelter elektrischer Energie. Sie wandeln die Energie aus Quellen wie Batterien, Generatoren und Landanschlüssen um und stabilisieren sie, um die von der Schiffselektronik, Navigationsgeräten, Kommunikationssystemen und wissenschaftlichen Messgeräten benötigte Spannung und Stromstärke bereitzustellen.
NRA301 von Aegis Power Systems
Zu den verfügbaren Konfigurationen zählen Wechselstrom-Gleichstrom-Stromversorgungen (AC-DC), DC-DC-Wandler, Schalt- und lineare Regler, redundante Leistungsmodule sowie Unterwasserstromversorgungen. Diese Lösungen kommen auf Forschungsschiffen, unbemannten Oberflächenfahrzeugen (USVs), ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen (ROVs) und autonomen Überwachungsplattformen zum Einsatz. Die Konstruktionen sind auf Umwandlungswirkungsgrad, Spannungsstabilität, elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), Umweltschutz und Zuverlässigkeit unter anspruchsvollen maritimen Bedingungen ausgelegt.
Schiffsnetzteile wandeln die eingehende elektrische Energie in die von den angeschlossenen Verbrauchern benötigte Spannung und Stromstärke um. AC-DC-Geräte gleichrichten und regeln Wechselstrom, während DC-DC-Konstruktionen Schalt- oder andere Regelungsverfahren nutzen, um vorhandene Gleichspannungen anzupassen. Je nach Architektur arbeiten diese Umwandlungsstufen mit Filtern, Rückkopplungsschaltungen und Schutzkomponenten zusammen, um geeignete elektrische Ausgangswerte aufrechtzuerhalten.
Regulierte Stromversorgungen nutzen eine Rückkopplungsregelung, um die Ausgangsspannung zu überwachen und anzupassen, wenn sich die Eingangsbedingungen oder die elektrischen Lasten ändern. Dies ist besonders wichtig für empfindliche Elektronik, Navigationsinstrumente, Kommunikationshardware und Schiffssensoren, die konstante Betriebsspannungen erfordern.
Stromaufbereitungsschaltungen tragen dazu bei, unerwünschte elektrische Störungen wie Spannungsschwankungen, Schaltwelligkeit und leitungsgebundene Störungen zu reduzieren. Eingangs- und Ausgangsfilterung können – gegebenenfalls in Verbindung mit einer rauscharmen Regelung – dazu beitragen, elektrische Störungen zu begrenzen, die akustische Sensoren, wissenschaftliche Instrumente und Datenerfassungssysteme beeinträchtigen.
Galvanisch getrennte Stromversorgungen trennen Eingangs- und Ausgangskreise elektrisch voneinander, typischerweise mithilfe von Transformatoren oder isolierten Wandlerstufen, und tragen so dazu bei, unerwünschte Erdströme und die Ausbreitung bestimmter elektrischer Fehler zu begrenzen. In Kombination mit geeigneten Erdungs- und Potentialausgleichsmaßnahmen kann die Isolierung zudem dazu beitragen, unerwünschte Strompfade zu kontrollieren, die mit Risiken der galvanischen Korrosion verbunden sind.
Schiffsnetzteile liefern geregelte Ausgangsspannungen an Bordgeräte und arbeiten dabei mit speziellen Stromverteilungsanlagen zusammen. Netzteile mit mehreren Ausgängen können unterschiedliche Spannungsanforderungen von Sensoren, Prozessoren, Kommunikationssystemen, Steuerelektronik und anderen angeschlossenen Verbrauchern erfüllen.
Hochentwickelte Stromversorgungen können Funktionen zur Spannungs- und Stromüberwachung, Fehlererkennung sowie Schutzschaltungen umfassen, darunter Überspannungs-, Überstrom-, Kurzschluss- und Übertemperaturschutz. Ferndiagnose und Fehlermeldung können zudem unbeaufsichtigte Schiffsinstallationen und autonome Systeme unterstützen, bei denen der direkte Zugang eingeschränkt ist.
Schiffsnetzteile sind in verschiedenen elektrischen Architekturen und Konfigurationen erhältlich, um bestimmten Eingangsquellen, Lastanforderungen und Installationsumgebungen gerecht zu werden. Diese Kategorien können sich überschneiden, wobei ein einzelnes Netzteil mehrere der unten aufgeführten Technologien kombinieren kann.
Maßgeschneiderte Stromversorgungen für den maritimen Einsatz können mehrere dieser Technologien kombinieren, um spezifische Anforderungen hinsichtlich Elektrik, Umgebung, Mechanik und Redundanz zu erfüllen.
Forschungsschiffe nutzen geregelte Stromversorgungen für CTD-Messgeräte (Leitfähigkeit, Temperatur und Tiefe), Wasserprobenahmegeräte, akustische Sensoren und Datenerfassungssysteme. Stabile, rauscharme elektrische Ausgangssignale können dazu beitragen, Messstörungen zu minimieren und den kontinuierlichen Betrieb der Instrumente während längerer Vermessungen zu gewährleisten.
Hydrographische Schiffe und autonome Vermessungsplattformen benötigen Strom für Multibeam-Echolote, Side-Scan-Sonare, Positionierungssysteme und Vermessungscomputer. Stromversorgungen müssen die gerätespezifischen Spannungsanforderungen erfüllen und gleichzeitig leitungsgebundene elektrische Störungen minimieren, die akustische Messungen und andere empfindliche Elektronik beeinträchtigen könnten.
Offshore-Stromversorgungen unterstützen Überwachungs-, Inspektions- und Steuerungsgeräte, die im Umfeld von Öl- und Gasinstallationen, Unterwasserinfrastrukturen und Offshore-Anlagen für erneuerbare Energien zum Einsatz kommen. Industrielle Stromversorgungsgeräte für den maritimen Bereich und an Bord von Schiffen erfordern unter Umständen eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit, Umweltschutzmaßnahmen sowie Kompatibilität mit bestehenden Stromverteilungsnetzen.
Meeresüberwachungssysteme nutzen geregelte elektrische Energie für Wasserqualitätssensoren, akustische Empfänger, Umweltdatenlogger und Kommunikationsgeräte. Eine Umwandlung mit geringem Stromverbrauch, ein effizienter Standby-Betrieb und eine große Eingangsspannungstoleranz sind besonders wertvoll für batteriebetriebene Systeme, die über längere Zeiträume eingesetzt werden.
Stromversorgungen an Bord von Schiffen liefern geregelte Ausgangsspannungen für Navigationsanzeigen, Satellitenkommunikationsgeräte, Radarelektronik, AIS-Transceiver (Automatic Identification System) sowie Bordcomputersysteme. Stromversorgungen für die Marine erfordern unter Umständen zusätzlich eine plattformspezifische Qualifizierung hinsichtlich EMV, Stoß- und Vibrationsfestigkeit, elektrischer Störungen und anderer Umgebungsbedingungen.
Ein ROV-Netzteil versorgt Steuerelektronik, Kameras, Beleuchtung, Sensoren und andere Unterwasserausrüstung mit elektrischer Energie. Je nach Fahrzeugarchitektur kann die Umwandlung an der Oberfläche, an Bord des Fahrzeugs oder an beiden Orten erfolgen, wobei die elektrische Energie gegebenenfalls über das Verbindungskabel übertragen wird. Bei der Konstruktion von Stromversorgungen für Tauchfahrzeuge müssen zudem Aspekte wie Druck, Abdichtung, Isolierung, Korrosionsbeständigkeit und Wärmeableitung berücksichtigt werden.
Meeresbojen, Meeresbodenobservatorien und ferngesteuerte Sensorstationen nutzen kompakte und effiziente Stromversorgungen zum Betrieb von Mess- und Kommunikationssystemen. Batteriebetriebene und auf erneuerbaren Energien basierende Anlagen profitieren von einem geringen Standby-Verbrauch und einem zuverlässigen Betrieb bei schwankenden Eingangsspannungen, während tragbare maritime Stromversorgungssysteme temporäre Überwachungsgeräte und Feldeinsätze unterstützen können.
Stromversorgungen für den maritimen Einsatz werden zusammen mit verschiedenen verwandten elektrischen Geräten betrieben, obwohl sich deren Funktionen und Aufgaben auf Systemebene unterscheiden. Einige Geräte können auch geregelte Stromversorgungen oder Wandlerschaltungen als Teil eines größeren Systems enthalten.
Diese Komponenten können Teil größerer elektrischer Systeme auf Schiffen oder Offshore-Anlagen sein, wobei Stromversorgungen geregelte Ausgangsspannungen an angeschlossene Geräte liefern, während Umrichter, Ladegeräte, Transformatoren, USV-Systeme und PDUs ihre jeweiligen Funktionen im Bereich des Energiemanagements erfüllen.
Elektrische Ausrüstung für die Schifffahrt kann je nach Verwendungszweck und Installationsumgebung internationalen Normen, Klassifizierungsanforderungen und anwendungsspezifischen Prüfungen unterliegen. Zu den relevanten Normen der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) gehören:
Die geltenden Anforderungen hängen von der vorgesehenen Installation der Geräte, der Betriebsumgebung und den Zertifizierungspflichten ab. Für Geräte, die auf klassifizierten Schiffen installiert werden, können zudem Anforderungen von Klassifikationsgesellschaften gelten, wobei die Konformität vom jeweiligen Produkt, dem Umfang der Zulassung und den Projektanforderungen abhängt.
Fortschritte in der Halbleitertechnologie, der Gehäusetechnik, dem Energiemanagement und der Unterwasserelektronik ermöglichen kompaktere, effizientere und zuverlässigere elektrische Systeme für die Schifffahrt.
Diese Entwicklungen können längere Einsatzdauern, einen geringeren Wartungsaufwand, eine verbesserte Überwachung sowie eine höhere Versorgungssicherheit in abgelegenen und anspruchsvollen Meeresumgebungen ermöglichen.
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