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Patent Searching and Data


Title:
POWER SUPPLY SYSTEM FOR A WATER-BOUND DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/099636
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a power supply system (100) for a water-bound device (101) and to an operating method, the water-bound device (101) having an electric shaft (120, 121) and in particular a first zone (31) and a second zone (32), said system comprising: a first DC voltage bus (11) for a first DC voltage and a second DC voltage bus (12) for a second DC voltage; a first energy source (21) and a second energy source (22), the first energy source (21) being provided in the first zone (31) for supplying at least one DC voltage bus (11, 12) of the at least two DC voltage buses (11, 12), and the second energy source (22) being provided in the second zone (32) for supplying at least one DC voltage bus (11, 12) of the at least two DC voltage buses (11, 12), the energy supply system (100) being structured at least partially in a zone-dependent manner.

Inventors:
SCHULZ VEIKO (DE)
VOSS WOLFGANG (DE)
WYCISK MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/081489
Publication Date:
May 22, 2020
Filing Date:
November 15, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H02J1/08; H02J1/10; B63H23/24
Domestic Patent References:
WO2016116595A12016-07-28
WO2011092330A22011-08-04
Foreign References:
US20170353038A12017-12-07
US20040102109A12004-05-27
US20180159315A12018-06-07
EP3046206A12016-07-20
DE102009043530A12011-04-07
EP2949571A12015-12-02
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Claims:
Patentansprüche

1. Energieversorgungssystem (100) für eine wassergebundene

Einrichtung (101), mit einer elektrischen Welle (120, 121), wobei die elektrische Welle (120, 121) mit einem mit einem ersten Gleichspannungsbus (11) für eine erste Gleichspannung und mit einem zweiten Gleichspannungsbus (12) für eine zweite Gleichspannung verbindbar ist, wobei die elektrische Welle (120, 121) zumindest einen von einer Verbrennungskraftmaschi ne angetriebenen drehzahlveränderbaren Generator zur Erzeu gung einer Motorspannung mit variabler Amplitude und variab ler Frequenz und zumindest einen mit dieser Motorspannung versorgten und mit einer Vortriebseinheit gekoppelten dreh zahlveränderbaren Antriebsmotor aufweist.

2. Energieversorgungssystem (100) für eine wassergebundene Einrichtung (101) nach Anspruch 1,

wobei die wassergebundene Einrichtung (101) eine erste Zone (31) und eine zweite Zone (32) aufweist,

mit einer ersten Energiequelle (21) und

mit einer zweiten Energiequelle (22),

wobei die erste Energiequelle (21) in der ersten Zone (31) zur Speisung zumindest eines Gleichspannungsbusses (11,12) der zumindest zwei Gleichspannungsbusse (11,12) vorgesehen ist und

wobei die zweite Energiequelle (22) in der zweiten Zone (32) zur Speisung zumindest eines Gleichspannungsbusses (11,12) der zumindest zwei Gleichspannungsbusse (11,12) vorgesehen ist, wobei das Energieversorgungssystem (100) zumindest teil weise zonenabhängig gegliedert ist.

3. Energieversorgungssystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, wo bei zumindest einer der Gleichspannungsbusse (11,12) als ein Ringbus ausbildbar ist.

4. Energieversorgungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Gleichspannungsbus (11) für eine erste Gleichspannung vorgesehen ist und der zweite Gleichspannungs- bus (12) für eine zweite Gleichspannung vorgesehen ist, wobei die erste Gleichspannung größer ist als die zweite Gleich spannung .

5. Energieversorgungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zumindest einer der Gleichspannungsbusse (11,12) für eine Erstreckung über zumindest zwei Zonen (31,32) vorge sehen ist.

6. Energieversorgungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zumindest einer der Gleichspannungsbusse (11,12) Abschnitte (61,62,63,64,65,66,67) aufweist, wobei die Ab schnitte zonenbezogen sind wobei insbesondere das Energiever sorgungssystem durch die Abschnitte (61,62,63,64,65,66,67) gegliedert ist.

7. Energieversorgungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

wobei die erste Energiequelle (21) in der ersten Zone (31) zur Speisung des ersten Gleichspannungsbusses (11,12) und des zweiten Gleichspannungsbusses (12) vorgesehen ist.

8. Energieversorgungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ,

wobei der erste Gleichspannungsbus (11) zur Speisung des zweiten Gleichspannungsbusses (12) vorgesehen ist.

9. Energieversorgungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ,

wobei unterschiedliche elektrische Wellen in unterschiedli chen Zonen (31, 32, 33, 34) sind.

10. Energieversorgungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Verbrennungskraftmaschine eine Gasturbine ist .

11. Verfahren zum Betrieb eines Energieversorgungssystems ei ner wassergebundenen Einrichtung (101), wobei elektrische Energie von einem Gleichspannungsbus niede rer Spannung zu einem Gleichspannungsbus höherer Spannung transportiert wird, um zumindest eine elektrische Welle

(120,121) mit elektrischer Energie zu versorgen.

12. Verfahren nach Anspruch 11,

wobei die wassergebundene Einrichtung (101) eine erste Zone (31) und eine zweite Zone (32) aufweist,

wobei die wassergebundene Einrichtung (101) einen ersten Gleichspannungsbus (11) für eine erste Gleichspannung und ei nen zweiten Gleichspannungsbus (12) für eine zweite Gleich spannung aufweist,

wobei die wassergebundene Einrichtung (101) eine erste Ener giequelle (21) und eine zweite Energiequelle (22) aufweist, wobei elektrische Energie von der ersten Zone (31) in die zweite Zone (32) oder von der zweiten Zone (32) in die erste Zone (31) übertragen wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei ein Energieversorgungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis

10 verwendet wird.

Description:
Beschreibung

Energieversorgungssystem für eine wassergebundene Einrichtung

Die Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem für eine wassergebundene Einrichtung, insbesondere eine schwimmende Einrichtung. Schwimmende Einrichtungen sind beispielsweise Schiffe, U-Boote, Ölplattformen und/oder Gasplattformen. Bei spiele für Schiffe sind Kreuzfahrtschiffe, Fregatten, Contai nerschiffe, Flugzeugträger, Eisbrecher etc. Schwimmende Ein richtungen sind wassergebundene Einrichtungen. Ölplattformen oder Gasplattformen, welche auf dem Meeresgrund stehen, sind Beispiele für wassergebundene Einrichtungen. Neben dem Ener gieversorgungssystem betrifft die Erfindung auch ein entspre chendes Verfahren zum Betrieb dieses Energieversorgungssys tems .

Ein Energieversorgungssystem für eine wassergebundene Ein richtung bzw. eine schwimmende Einrichtung weist Energiequel len auf. Wird nachfolgend von einer schwimmenden Einrichtung gesprochen, so ist damit auch eine wassergebundene Einrich tung gemeint und umgekehrt. Beispiele für Energiequellen sind ein Dieselgenerator, eine Brennstoffzelle, eine Batterie/- Akkumulator, ein Schwungrad, etc. Der Diesel des Dieselgene rators ist beispielsweise mit Schwerölschiffsdiesel und/oder LNG betreibbar. Das Energieversorgungssystem ist beispiels weise dafür vorgesehen, einen Antrieb der schwimmenden Ein richtung mit elektrischer Energie zu versorgen oder auch Hilfsbetriebe bzw. weitere Verbraucher, wie Klimaanlage, Be leuchtung, Automatisierungssysteme, etc. Das Energieversor gungssystem ist insbesondere derart ausgestaltbar, dass auch bei Ausfall einer Energiequelle zumindest ein Notbetrieb für die schwimmende Einrichtung ermöglicht werden kann. Die Ener gieversorgung einer schwimmenden Einrichtung weist insbeson dere ein Bordnetz auf. Das Bordnetz (das elektrische Bord netz) dient der elektrischen Energieversorgung der schwimmen den Einrichtung. Ist eine schwimmende Einrichtung beispielsweise dazu befä higt, ihre Position zu halten, so weist diese eine Vielzahl von Antrieben auf. Diese Antriebe weisen insbesondere einen Propeller oder einen Wasserstrahler (Borderjet) auf. Diese Antriebe zum Halten der Position des Schiffes im Wasser sind insbesondere unabhängig voneinander betriebsbereit zu halten. Weist diese schwimmende Einrichtung beispielsweise zwei oder mehr Antriebssysteme im Heckbereich auf, wie z.B. zwei POD- Antriebe oder zwei Propeller aus dem Schiffsrumpf ragenden Wellen, welche von einem elektrischen Motor und/oder von ei nem Dieselmotor mit einem Wellengenerator angetrieben sind, so ist es vorteilhaft, wenn diese im Falle eines Fehlers bei einem Antrieb unabhängig voneinander mit elektrischer Energie versorgt werden können.

Aus der EP 3 046 206 Al ist eine Energieverteilung auf einem Schiff bekannt. Diese weist einen ersten Mittelspannungsbus und einen zweiten Mittelspannungsbus auf. Der zweite Mit telspannungsbus weist keine direkte Verbindung mit dem ersten Mittelspannungsbus auf. Weiterhin weist die Energieverteilung einen ersten AC-Bus mit niedriger Spannung, einen ersten Stromrichter zwischen dem ersten Mittelspannungsbus und dem ersten AC-Bus auf, um einen Leistungsflusses vom ersten Mit telspannungsbus zum ersten AC-Bus zu ermöglichen. Weiterhin weist die Energieverteilung auch einen zweiten AC-Bus und ei nen zweiten Stromrichter zwischen dem zweiten Mittelspan nungsbus und dem zweiten AC-Bus auf, um einen Leistungsflus ses vom zweiten Mittelspannungsbus zum zweiten AC-Bus zu er möglichen .

Aus der WO 2016/116595 Al ist eine Einrichtung zur Verteilung gespeicherter elektrischer Energie auf einem Schiff bekannt, welche auch einen oder mehrere Wechselstromverbraucher um fasst. Im Falle eines Ausfalls einer primären elektrischen Energieversorgung ist ein DC-Netz mit einer Vielzahl von elektrischen Energiespeicherelementen vorgesehen, um die Ver sorgung eines oder mehrerer AC-Verbraucher mit gespeicherter elektrischer Energie zu ermöglichen. Im Gleichstromkreis sind mehrere Unterbrechersysteme zum Abschalten einer oder mehre rer elektrischer Hilfsenergie vorgesehen.

Aus der DE 10 2009 043 530 Al ist ein Energieversorgungssys tem mit einer elektrischen Antriebswelle (elektrischen Welle) bekannt. Die elektrische Antriebswelle weist zumindest einen drehzahlveränderbaren Generator zur Erzeugung einer Spannung mit variabler Amplitude und variabler Frequenz auf und zumin dest einem mit dieser Spannung versorgten drehzahl-veränder baren Antriebsmotor. Der Generator weist beispielsweise eine Supraleiter-Wicklung, insbesondere eine Hoch-Temperatur- Supraleiter (HTS)- Wicklung, auf.

Aus der WO 2011/092330 A2 ist ein Schiffsantriebssystem mit zumindest einer ersten und einer zweiten elektrischen An triebswelle (elektrische Welle) zum Antrieb jeweils einer Vortriebseinheit, insbesondere eines Waterjets oder z.B. ei nes Propellers bekannt, wobei jede der elektrischen Antriebs wellen zumindest einen von einer Verbrennungskraftmaschine angetriebenen drehzahlveränderbaren Generator zur Erzeugung einer Motorspannung mit variabler Amplitude und variabler Frequenz und zumindest einen mit dieser Motorspannung ver sorgten und mit einer Vortriebseinheit gekoppelten drehzahl veränderbaren Antriebsmotor aufweist, wobei die erste und die zweite Antriebswelle von einem ersten Betriebszustand, in dem sie elektrisch voneinander getrennt sind, in einen zweiten Betriebszustand schaltbar sind, in dem sie elektrisch derart miteinander gekoppelt sind, dass eine Energieübergabe von dem zumindest einen Generator der einen Antriebswelle zu dem zu mindest einen Antriebsmotor der anderen Antriebswelle erfol gen kann.

Aus der EP 2 949 571 Al ist ein Antriebssystem für ein Schiff bekannt, wobei das Schiff ein elektrisches Bordnetz mit einer festen Bordnetzfrequenz aufweist, wobei das Antriebssystem einen Antriebselektromotor zum Antrieb des Schiffes, einen Frequenzumrichter, über den dem Antriebselektromotor elektri sche Energie aus dem Bordnetz zuführbar ist, eine Antriebsma- schine, einen von der Antriebsmaschine antreibbaren Antriebs generator, und eine elektrische Welle zur Verbindung des An triebselektromotors mit dem Antriebsgenerator aufweist, wobei der Antriebselektromotor wahlweise von dem Frequenzumrichter oder von dem Antriebsgenerator antreibbar ist.

In elektrischen Bordnetzen wird die elektrische Energie oft in verschiedenen Spannungsebenen und/oder in verschiedenen Spannungsformen (AC bzw. DC) benötigt. Dazu wird beispiels weise Primärenergie aus einer oder mehreren Verbrennungs kraftmaschinen zur Verfügung gestellt und mittels eines oder mehrere Drehstromgeneratoren (Asynchrongenerator bzw. Syn chrongenerator) in elektrische Energie umgewandelt. Diese elektrische Energie wird insbesondere auf der höchsten im Bordnetz zur Verfügung stehenden Spannungsebenen (Versor gungsnetz obere Spannungsebene) erzeugt. Um weitere Span nungsebenen zu erzeugen werden zum Beispiel Transformatoren und/oder DC/DC-Wandler eingesetzt. Die Transformatoren haben in der Regel ein hohes Gewicht und Bauvolumen, Verluste in Höhe von ca. 1% und die Eingangs- und Ausgangs-Frequenz sind immer identisch. Beispielsweise wird die gesamte erzeugte Ge neratorleistung über die obere Spannungsebene eingespeist und auf einen Hautenergiebus verteilt. Der Hauptenergiebus ist in vielen Anlagen bzw. Bordnetzen ein 3 Phasen Wechselstrom Bus (Wechselstrom=AC) , wodurch ein AC Netz aufgespannt ist. Die Verteilung der elektrischen Energie erfolgt dabei insbesonde re über eine oder mehrere Schalttafeln. In AC Netzen ist die Frequenz eines unteren Netzes gleich der Frequenz des oberen Netzes. Dabei unterscheidet sich das untere Netz vom oberen Netz durch die Spannung, wobei das obere Netz eine höhere Spannung hat als das untere Netz. Die Verwendung eines AC Netzes mit einem AC Energiebus zur Verteilung der elektri schen Energie kann nachteilig sein, wenn in der oberen Span nungsebene die Frequenz variabel ist. Variable Frequenzen sind besondere die Folge von drehzahlvariablen Verbrennungs maschinen. Um aus einem oberen AC Energiebus eine untere Spannungsebene zu versorgen werden in der Regel mehrere

Transformatoren benötigt. Die Energie wird über den oberen AC Hauptenergiebus also über die obere Spannungsebene übertra gen. Innerhalb einer Spannungsebene kann die Energie über ei ne Schaltanlage verteilt werden. Zur Verteilung von AC wird eine AC Schaltanlage verwendet. Die Spannungshöhe des Ener giebusses bzw. der Spannungsebene hängen maßgeblich von der installierten Leistung ab. Die verschiedenen Verbraucher wer den gespeist und die darunter liegenden Spannungsebenen mit Energie versorgt. Zur Verbindung der unterschiedlichen Span nungsebenen sind in AC Netzen Transformatoren notwendig, wodurch die Spannungsebenen die gleiche Frequenz haben. Das Übersetzungsverhältnis des verwendeten Transformators legt das Verhältnis der Spannungen fest.

Bei einigen Schiffen ist es schwierig als Verbrennungskraft maschinen Diesel einzusetzen, durch welche ein Generator zur Erzeugung elektrischer Energie antreibbar ist, da Diesel schwer sind. Auch sind Diesel Raum fordern. Auch können sich Herausforderungen dadurch ergeben, dass es Beschränkungen be züglich der installierten Leistung gibt und/oder Spannung bzw. Frequenz der erzeugten elektrischen Energie innerhalb eines bestimmten Bandes innerhalb des Betriebes zu halten sind. Durch eine elektrische Welle können diesbezüglich eini ge Vorteile erzielt werden. Bei der elektrischen Welle ergibt sich eine direkte Kopplung zwischen Generator und Antriebsmo tor. Der Antriebsmotor dabei derart direkt mit dem Generator gekoppelt, dass sich eine Proportionalität zwischen der Fre quenz des Generators und des Antriebsmotors (Motors) ergibt. Proportionalität hängt von der Polpaarzahl des Generators bzw. des Rotors ab.

Da auf der schwimmenden Einrichtung die Verbraucher unter schiedliche Anforderungen an das Energieversorgungssystem stellen und auch abhängig vom Betriebszustand der schwimmen den Einrichtung unterschiedliche Verbraucher Energie vom Energieversorgungssystem beziehen, ist dieses möglichst fle xibel auszulegen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, ein flexibles Energieversorgungssystem bzw. ein flexibles Verfahren zum Betrieb eines solchen Energieversor- gungssystems bereit zu stellen. Eine weitere Aufgabe der vor liegenden Erfindung ist es ein Energieversorgungssystem anzu geben, welches bezüglich des Gewichtes der für das Energie versorgungssystems nötigen Einrichtungen verbessert ist.

Eine Lösung der Aufgabe gelingt nach Anspruch 1 bzw. 11. Wei tere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich nach den An sprüchen 2 bis 10 bzw. 12 bis 13.

Ein Energieversorgungssystem für eine wassergebundene Ein richtung weist eine elektrische Welle auf, wobei die elektri sche Welle mit einem mit einem ersten Gleichspannungsbus für eine erste Gleichspannung und mit einem zweiten Gleichspan nungsbus für eine zweite Gleichspannung verbindbar ist, wobei die elektrische Welle zumindest einen von einer Verbrennungs kraftmaschine angetriebenen drehzahlveränderbaren Generator zur Erzeugung einer Motorspannung mit variabler Amplitude und variabler Frequenz und zumindest einen mit dieser Motorspan nung versorgten und mit einer Vortriebseinheit gekoppelten drehzahlveränderbaren Antriebsmotor aufweist.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystem kann fol gendes erreicht bzw. ausgeführt sein. Anstelle eines AC- Busses mit fester Frequenz kann ein Energieversorgungssystem verwendet werden, welches auf DC Bussystemen basiert, wobei eine elektrische Welle für den Antrieb vorgesehen ist; als Kopplung zwischen einem Niederspannungs- Gleichspannungsbus (LV-DC) und einem Mittelspannungs-Gleichspannungsbus (MV-DC) ist beispielsweise ein bidirektionaler DC/DC-Steller vorgese hen. Die wassergebundene Einrichtung, welche insbesondere ei nen hohen Leistungsbedarf von größer 5 MW aufweist, weiß bei spielsweise einen oder zwei Propeller bzw. einen oder zwei Wasserjets auf. Zur Erzeugung elektrischer Energie mittels Generatoren, können z.B. ein bis vier Gasturbinen vorgesehen sein. Mittels der Energie aus den Gasturbinen können so Pro peller oder Wasserjets betrieben werden. Die Gasturbinen sind also insbesondere ein Teil einer elektrischen Welle bzw. ei ner elektrischen Welle zugeordnet. In einer Ausgestaltung weist ein Schiff zwei bis vier Propeller auf. Ein Propeller hat dabei insbesondere eine Leistung zwischen 4 MW und 12 MW, insbesondere zumindest 5 MW. Eine Hotellast, insbesondere bei einem Kreuzfahrtschiff, bzw. die übrige elektrische Leistung der wassergebundenen Einrichtung ist dabei wesentlich gerin ger als die Antriebsleistung. Dabei kann es sich beispiels weise um ein Verhältnis von eins zu zehn handeln bzw. eine erforderliche Leistung von kleiner 10 MW erforderlich sein.

Eine typische Geschwindigkeit eines Turbogenerators sind 3000 Umdrehungen pro Minute oder höher. Eine Propellergeschwindig keit liegt beispielsweise zwischen 100 und 300 Umdrehungen pro Minute.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems kann dieses in mehreren möglichen Modi betrieben werden. Die An triebsleistung kann beispielsweise von einem Gleichspannungs bus kommen. Weiterhin kann die Antriebsleistung von einem Turbogenerator kommen. Weiterhin kann die Antriebsleistung von einem Turbogenerator und von einem Gleichspannung kommen. Weiterhin kann die Antriebsleistung von einem Turbogenerator kommen, wobei eine daraus erzeugte elektrische Energie in ei nen Gleichspannungsbus gespeist wird. In dem Energieversor gungssystem können für Motoren und/oder Generatoren supralei tende Werkstoffe eingesetzt werden. Dies sind besondere Hoch temperatur Supraleiter (HTS) . Die Hochtemperatursupraleitung betrifft insbesondere zumindest eine Komponente wie den Motor oder den Generator der elektrischen Welle.

Es können für die elektrische Welle (im Englischen auch als eShaft bezeichnet verschiedene Modi realisiert werden. Hierzu Beispiele in einer tabellarischen Form für verschiedene Modi:

• Modus 1: rein elektrischer Modus

• Modus 2: mit elektrischer Welle

• Modus 3: mit elektrischer Welle

• Modus 4: mit elektrischer Welle

• Modus 5: mit elektrischer Welle

Durch die Verwendung von DC/DC Stellern, welche insbesondere bidirektional ausgeführt sind, lässt sich ein Niederspan- nungs-DC-System (LV-DC) mit einer elektrischen Welle verbin den wobei kein konventioneller Transformator notwendig ist. Vorteilhaft können Mittenfrequenz (MF) oder Hochfrequenz (HF) Transformatoren eingesetzt werden um Gewicht und/oder Platz zu sparen. Im Vergleich zu einem 50/60 Hz Transformator kann mit einem 1000 Hz Transformator ungefähr 90% des Gewichtes eingespart werden. Höhere Schaltfrequenzen und ein verbesser tes Transformatormaterial bieten das Potenzial einer weiteren Reduzierung von Gewicht und Platz bzw. das Potenzial einer Erhöhung der Effizienz.

Ist beispielsweise nur eine Energiequelle für die elektrische Welle vorgesehen ist der Einsatz von Batterien, Brennstoff zellen, Schwungrädern, etc. vorteilhaft, wobei dies sowohl die LV DC Seite betrifft, wie auf die MV DC Seite.

Durch den Einsatz der elektrischen Welle in Verbindung mit DC Bussen können Transformationsschritte (Einsatz von Transfor matoren) reduziert werden wie auch ein verbesserter Energief luss erzielt werden. Die Anbindung der elektrischen Welle an einen MVDC Bus und einem weiteren DC/DC Steller ermöglicht eine galvanische Trennung der elektrischen Welle von Energie speichersystemen (ESS) wie einer Batterie bzw. von einem LV DC Bus. Die Verwendung einer Gasturbine als Energiequelle der elektrischen Welle führt zu einer Reduzierung von Gewicht im Vergleich zu einem diese. Damit kann die metazentrische Höhe verbessert werden.

Das Energieversorgungssystem kann auch einen Antriebsmotor mit einer Niederspannungswicklung (LV) und einer Mittelspan nung (MV) aufweisen. Die Mittelspannungswicklung kann über einen Wechselrichter aus dem LVDC Bus versorgt werden.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems mit An triebsleistungen von größer 5,5 MW pro Antriebsstrang, können beispielsweise auch Diesel eingesetzt werden. Die Verteilung elektrischer Energie erfolgt insbesondere über eine Mit telspannungsschalttafel. Die Antriebsmotoren werden durch Stromrichter gespeist.

In einer Ausgestaltung weist das Energieversorgungssystem für eine wassergebundene Einrichtung, sowie insbesondere für eine schwimmende Einrichtung, also einen ersten Gleichspannungsbus für eine erste Gleichspannung und einen zweiten Gleichspan nungsbus für eine zweite Gleichspannung auf. Dies bedeutet, dass der erste Gleichspannung für eine erste Gleichspannungs ebene geeignet bzw. vorgesehen ist und der zweite Gleichspan nungsbus für eine zweite Gleichspannungsebenen geeignet bzw. vorgesehen ist. Die erste Gleichspannungsebene ist insbeson dere höher als die zweite Gleichspannungsebene. Die erste Gleichspannungsebene entspricht also dem ersten Gleichspan nungsbus und die zweite Gleichspannungsebene entspricht dem zweiten Gleichspannungsbus. Beispielsweise unterscheiden sich die Gleichspannungsebenen um einen Faktor zwischen 5 und 50. Entsprechendes ergibt sich bei einer wassergebundenen bzw. schwimmenden Einrichtung, insbesondere ein Schiff, welche ein Energieversorgungssystem in einer der beschriebenen Ausge staltungen aufweist. Die schwimmende bzw. wassergebundene Einrichtung und/oder das Energieversorgungssystem weist in einer Ausgestaltung eine erste Zone und eine zweite Zone auf. Auch hier soll, wie be reits obig angemerkt, im weiteren Fortgang unter einer schwimmenden Einrichtung auch eine wassergebundene Einrich tung verstanden werden. Die schwimmende Einrichtung kann auch mehr als zwei Zonen aufweisen. Die Art der Zonen kann unter schiedlich sein. So kann es sich bei einer Zone beispielswei se um eine Feuerzone handeln. Zonen können voneinander durch eine oder mehrere Schotten getrennt sein. Der Art bilden sich Kammern aus, welche beispielsweise dem Schutz vor Feuer und oder dem Schutz vor einem Untergang der schwimmenden bzw. wassergebundenen Einrichtung dienen können. Ein Schott bzw. Schotten kann luftdicht und/oder flüssigkeitsdicht und/oder brandhemmend ausgelegt bzw. ausgeführt sein. In einer schwim menden Einrichtung wie beispielsweise einem Schiff kann es zum Beispiel zumindest ein Querschott und/oder ein Längs schott und/oder ein wasserdichtes Deck geben. Jedoch bilden sich Zonen bzw. Kammern. Eine Kammer kann eine Zone darstel len wie auch eine Zone eine Kammer darstellen kann. Das Ener gieversorgungssystem für die schwimmende bzw. wassergebundene Einrichtung weist eine erste Energiequelle und eine zweite Energiequelle auf, wobei die erste Energiequelle in der ers ten Zone zur Speisung zumindest eines Gleichspannungsbusses der zumindest zwei Gleichspannungsbusse vorgesehen ist und wobei die zweite Energiequelle in der zweiten Zone zur Spei sung zumindest eines Gleichspannungsbusses der zumindest zwei Gleichspannungsbusse vorgesehen ist. Die erste Energiequelle kann also beispielsweise zur Speisung nur des ersten Gleich spannungsbusses vorgesehen sein oder zur Speisung des ersten Gleichspannungsbusses und des zweiten Gleichspannungsbusses vorgesehen sein. Ebenso verhält es sich mit der zweiten Ener giequelle welchen beispielsweise zur Speisung nur des ersten Gleichspannungsbusses vorgesehen sein oder zur Speisung des ersten Gleichspannungsbusses und des zweiten Gleichspannungs busses vorgesehen sein kann. Die Speisung des jeweiligen Gleichspannungsbusses betrifft dabei insbesondere eine direk te Verbindung zu dem Gleichspannungsbus. Unter einer direkten Verbindung ist eine elektrische Verbindung zu verstehen, bei welcher kein weiterer DC-Bus zur Energieverteilung zwischen geschaltet ist. Eine direkte Verbindung kann jedoch bei spielsweise einen Stromrichter, einen Transformator, einen Schalter, einen DC/DC Steller aufweisen. Energiequellen des Energieversorgungssystems können beispielsweise folgenden Typs sein: ein Dieselgenerator, ein Gasturbinengenerator, ei ne Batterie, ein Kondensator, SUPER-Caps, ein Schwungradspei cher, Brennstoffzellen sein.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist die ses zumindest teilweise zonenabhängig gegliedert. Insbesonde re entspricht die Gliederung örtlich der Zonenaufteilung für zumindest zwei Zonen. Zonen der wassergebundenen Einrichtung ergeben sich insbesondere durch eine bauliche Einrichtung wie ein Schott. Eine Gliederung des Energieversorgungssystems ergibt sich insbesondere durch Schalteinrichtungen, welche eine elektrische Verbindung trennen oder hersteilen können. Durch derartige Schalteinrichtungen können Abschnitte im Energieversorgungssystem ausgebildet sein.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems wird zwischen primären Energiequellen und sekundären Energiequel len unterschieden. Primäre Energiequellen sind dem ersten Gleichspannungsbus (DC-Bus) zugeordnet, wobei eine primäre Energiequelle insbesondere der Gewinnung elektrischer Energie für den Hauptantrieb der schwimmenden bzw. wassergebundenen Einrichtung dient. Diese Zuordnung bedeutet, dass zwischen dieser primären Energiequelle und dem ersten Gleichspannungs bus kein weiterer Gleichspannungsbus zwischengeschaltet ist. Sekundäre Energiequellen sind dem zweiten Gleichspannungsbus (DC-Bus) zugeordnet, wobei eine sekundäre Energiequelle ins besondere der Gewinnung elektrischer Energie für Betriebssys teme der schwimmenden bzw. wassergebundenen Einrichtung dient, welche nicht dem Hauptantrieb der schwimmenden Ein richtung dienen. Auch diese Zuordnung bedeutet, dass zwischen dieser sekundären Energiequelle und dem zweiten Gleichspan nungsbus kein weiterer Gleichspannungsbus zwischengeschaltet ist. Betriebssysteme der schwimmenden Einrichtung sind bei spielsweise (Bordversorgung, Hotelbetrieb, Waffensysteme, etc.). In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems sind sekundäre Energiequellen derart gewählt, dass diese ggf. schneller auf Lastschwankungen reagieren können. In die Last ist beispielsweise zumindest ein Antriebsmotor zum Antrieb der schwimmenden Einrichtung und oder weitere elektrische Verbraucher der schwimmenden Einrichtung für beispielsweise Pumpen, Kompressoren, Klimaanlagen, Seilwinden, Bordelektro nik, etc. Bei einem Kreuzfahrtschiff werden elektrische Ver braucher für beispielsweise die Klimaanlage, die Wäscherei, die Beleuchtung, etc. auch als Hotellast bezeichnet.

Das Energieversorgungsystem kann mehrere Energiequellen glei chen Typs aufweisen. In einer Ausgestaltung des Energiever sorgungssystems können Energiequellen unterschiedlichen Typs in unterschiedlichen Zonen sein. Dadurch kann die Versor gungssicherheit innerhalb der schwimmenden Einrichtung bei spielsweise in Notfällen und/oder in einem Fehlerfall erhöht werden .

Durch die Verwendung eines ersten Gleichspannungsbusses und eines zweiten Gleichspannungsbusses in der schwimmenden Ein richtung kann elektrische Energie in einfacher Weise ohne un nötige Verluste von einem Bus in den anderen Bus übertragen werden. Dies ist insbesondere in einem Fehlerfall vorteilhaft bei dem eine oder mehrere Energiequellen für den ersten Bus ausfallen. Erfolgt eine Verknüpfung von Energieebenen über eine AC Verbindung so kann dies insbesondere in einem Fehler fall zu höheren Verlusten führen. In DC Netzen wird die Ener gie erst gleichgerichtet, um auf der oberen DC Spannung ver teilt zu werden (Umwandlung 1) . Anschließend muss aus der DC Spannung mittels eines Wechselrichters eine AC Spannung er zeugt werden (Umwandlung 2) . Der Wechselrichter muss die gleichen Funktionen wie ein Generator erfüllen (Selektivität und Frequenzführung in der unteren Spannungsebene) Zur Anpas sung der Spannung ist ein Transformator erforderlich (Umwand lung 3) . Diese dreifache Umwandlung ist mit Verlusten in Höhe ca. 3-3,5% verbunden. Die Kosten für die Komponenten und die Gewichte sind sehr hoch. Die eingesetzten Wechselrichter sind empfindlich gegenüber harmonischen der unteren Spannungsebe ne. Das Aufschalten von Motoren und nicht linearen Lasten auf die eingesetzten Wechselrichter ist auch problematisch und limitiert. Mithilfe des vorgeschlagenen Energieversorgungs systems, welches einen ersten Gleichspannungsbus und einen zweiten Gleichspannungsbus aufweist, können Verluste redu ziert werden.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems weist dieses neben der ersten Energiequelle und der zweiten Ener giequelle auch eine dritte Energiequelle auf. Die erste Ener giequelle und die zweite Energiequelle sind beispielsweise primäre Energiequellen und die dritte Energiequelle ist eine sekundäre Energiequelle. Die dritte Energiequelle kann bei spielsweise zum Peakshaving verwendet werden. Dies bedeutet, dass Spitzen im Energieverbrauch der schwimmenden Einrich tung, welche nicht rasch von der primären Energiequelle ge deckt werden können durch die sekundäre Energiequelle gedeckt werden .

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems kann als Energiebus, insbesondere als weiterer Hauptenergiebus oder auch als Ersatz für den DC Bus, zusätzlich zu einem DC Bus auch ein Dreiphasenwechselstrombus (AC Bus) verwendet werden. Auch auf eine Niederspannungsebene kann ein DC Verteilsystem (DC Bus) und/oder ein AC Verteilsystem (AC Bus) verwendet werden .

Ein Energieversorgungssystem für eine wassergebundene Ein richtung, insbesondere eine schwimmende Einrichtung, ist also auch mit einem ersten Gleichspannungsbus für eine erste

Gleichspannung und mit einem zweiten Gleichspannungsbus für eine zweite Gleichspannung ausführbar, wobei das Energiever sorgungssystem eine erste Energiequelle aufweist, wobei die erste Energiequelle ein Generatorsystem aufweist, welches ein erstes Wicklungssystem zur Speisung des ersten Gleichspan- nungsbusses aufweist und welches ein zweites Wicklungssystem zur Speisung des zweiten Gleichspannungsbusses aufweist. So können mit einem Generatorsystem verschiedene Spannungsebenen gespeist werden. Weist das Energieversorgungssystem weitere Energiequellen auf, so können auch diese ein derartiges Gene ratorsystem aufweisen.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystem, wobei hier, wie auch bis hier und im Folgenden alle beschriebenen Energieversorgungssysteme gemeint sind, ist das erste Wick lungssystem für eine erste Spannung ausgelegt und das zweite Wicklungssystem für eine zweite Spannung ausgelegt, wobei die erste Spannung größer ist als die zweite Spannung. Das Gene ratorsystem weist beispielsweise nur einen Generator auf oder z.B. zwei Generatoren. Der Generator ist insbesondere ein Synchrongenerator. Auch aus Synchrongeneratoren können zum Einsatz kommen. Weist der Synchrongenerator ein Niederspan nung-Wicklungssystem und ein Mittelspannungsbus-Wicklungs system auf, so hat dieser insbesondere ein großes Xd" ' . Der dreiphasige Mittelspannungsanschluss des Generators kann bei spielsweise an einen Diodengleichrichter oder an einen gere gelten Gleichrichter angeschlossen sein und damit den Mit- telspannungs-Gleichstrombus zu speisen. Dies gilt in ver gleichbarer Weise auch für den dreiphasigen Niederspannungs anschluss für den Niederspannungs-Gleichstrombus. Der Strom richter für den Niederspannungs- Gleichstrombus kann insbe sondere auch ein Active Front End (AFE) sein. Diese weist insbesondere einen Vier Quadranten Bereich auf. Dadurch ist es beispielsweise möglich elektrische Energie aus Batterien in den Niederspannungs-Gleichstrombus zu speisen von dort über das Active Front End in den Mittelspannungs-Gleichstrom- bus .

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist das erste Wicklungssystem elektrisch mit dem ersten Gleichspan nungsbus zu dessen trafolosen Speisung verbunden. Durch den Wegfall eines Trafos lässt sich Gewicht sparen. In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist das zweite Wicklungssystem elektrisch mit dem zweiten Gleichspan nungsbus zu dessen trafolosen Speisung verbunden. Auch hier wird durch den Wegfall des Trafos Gewicht gespart.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems weist das Generatorsystem einen ersten Generator mit dem ersten Wicklungssystem und einen zweiten Generator mit dem zweiten Wicklungssystem aufweist, wobei der erste Generator und der zweite Generator mittels eines gemeinsamen Wellensystems an- treibbar sind. Der erste Generator und der zweite Generator sind insbesondere steif gekoppelt. Durch die Verwendung zwei er Generatoren für die zwei Wicklungssysteme lässt sich die Konstruktion der Generatoren einfach halten.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist das Generatorsystem ein Multiwicklungssystemgenerator, wobei der Stator des Multiwicklungssystemgenerators das erste Wick lungssystem und das zweite Wicklungssystem aufweist. Derart ist ein kompaktes Generatorsystem ausbildbar.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems weist der Multiwicklungssystemgenerator Nuten auf, welche das erste Wicklungssystem und das zweite Wicklungssystem betreffen. Dadurch kann ein kompakter Aufbau realisiert werden.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems weist die wassergebundene Einrichtung, wie insbesondere die schwim mende Einrichtung, eine ersten Zone auch, eine zweite Zone auf, und eine zweite Energiequelle auf, wobei die erste Ener giequelle in der ersten Zone zur Speisung zumindest eines Gleichspannungsbusses der zumindest zwei Gleichspannungsbusse vorgesehen ist und wobei die zweite Energiequelle in der zweiten Zone zur Speisung zumindest eines Gleichspannungsbus ses der zumindest zwei Gleichspannungsbusse vorgesehen ist.

So kann die Sicherheit der Versorgung der Gleichspannungsbus se mit elektrischer Energie verbessert werden. Ein Energieversorgungssystem für eine wassergebundene Ein richtung, insbesondere eine schwimmende Einrichtung, ist auch mit einem ersten Gleichspannungsbus für eine erste Gleich spannung und mit einem zweiten Gleichspannungsbus für eine zweite Gleichspannung ausführbar, wobei eine erste Energie quelle zumindest drei speisende elektrische Verbindungen zu den Gleichspannungsbussen aufweist, wobei zumindest einer der Gleichspannungsbusse Abschnitte aufweist. Auch damit kann die Versorgungssicherheit es Energieversorgungssystems verbessert werden .

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems speist eine erste speisende Verbindung der zumindest drei speisenden elektrischen Verbindungen einen ersten Abschnitt und eine zweite speisende Verbindung der zumindest drei speisenden elektrischen Verbindungen speist einen zweiten Abschnitt des gleichen Gleichspannungsbusses, wobei eine dritte speisende Verbindung der zumindest drei speisenden elektrischen Verbin dungen einen Abschnitt des weiteren Gleichspannungsbusses speist. So kann die Speisung mit elektrischer Energie über verschiedene Gleichspannungsbusse verteilt werden.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems wiest dieses eine vierte speisende Verbindung der ersten Energie quelle, wobei zwei der zumindest vier speisenden Verbindungen zur Speisung des ersten Gleichspannungsbusses in unterschied lichen Abschnitten des ersten Gleichspannungsbusses vorgese hen sind und wobei zwei weitere der zumindest vier speisenden Verbindungen zur Speisung des zweiten Gleichspannungsbusses in unterschiedlichen Abschnitten des zweiten Gleichspannungs busses vorgesehen sind. Dies erhöht die Betriebssicherheit der wassergebundenen Einrichtung.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems weist die wassergebundene Einrichtung eine erste Zone und eine zweite Zone auf, wobei sich der erste Gleichspannungsbus und/oder der zweite Gleichspannungsbus über die erste Zone und/oder die zweite Zone erstreckt, wobei die erste Energie- quelle zur Speisung von Abschnitten des ersten Gleichspan nungsbusses und/oder des zweiten Gleichspannungsbusses in un terschiedlichen Zonen vorgesehen ist. Dadurch kann die Redun danz für die Versorgung der Gleichspannungsbusse mit elektri scher Energie erhöht werden.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems weist dieses eine zweite Energiequelle auf, wobei die erste Ener giequelle in der ersten Zone zur Speisung zumindest eines Gleichspannungsbusses der zumindest zwei Gleichspannungsbusse vorgesehen ist und wobei die zweite Energiequelle in der zweiten Zone zur Speisung zumindest eines Gleichspannungsbus ses der zumindest zwei Gleichspannungsbusse vorgesehen ist.

So können beide Gleichspannungsbusse mit elektrischer Energie versorgt werden, auch wenn nur eine Energiequelle aktiv ist.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems weist ein Abschnitt des ersten Gleichspannungsbusses sowohl eine speisende Verbindung zur ersten Energiequelle, als auch eine weitere speisende elektrische Verbindung zur zweiten Energie quelle, auf. Auch dadurch kann die Flexibilität des Systems verbessert werden.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems weist ein Abschnitt des zweiten Gleichspannungsbusses sowohl eine speisende Verbindung zur ersten Energiequelle, als auch eine weitere speisende elektrische Verbindung zur zweiten Energie quelle, auf. Speisende Verbindungen können hier aber auch im Allgemeinen einen Schalter aufweisen, um die speisende Ver bindung (die speisende elektrische Verbindung) flexibel akti vieren bzw. deaktivieren zu können.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist zu mindest einer der Gleichspannungsbusse als ein Ringbus aus bildbar bzw. ausgebildet. Der Ringbus ist durch Schalter auf trennbar. Insbesondere kann ein Ringbus in zwei kleinere Ringbusse unterteilt werden. Durch die Möglichkeit der Auf- trennung des Ringbusses kann flexibel auf Fehler reagiert werden .

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist der erste Gleichspannungsbus für eine erste Gleichspannung vorge sehen und der zweite Gleichspannungsbus für eine zweite

Gleichspannung vorgesehen, wobei die erste Gleichspannung größer ist als die zweite Gleichspannung. Insbesondere ist die kleinere Spannung eine Niederspannung (LV) und die höhere Spannung eine Mittelspannung (MV) . Die Niederspannung ist insbesondere zwischen 400V und 1000V. Die Mittelspannung ist größer 1000V, insbesondere zwischen lOkV und 20kV. Als Werte für die Mittelspannung bieten sich beispielsweise folgende an: 5kV, 6kV, 12kV und 18kV.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist der erste Gleichspannungsbus mit dem zweiten Gleichspannungsbus beispielsweise über zumindest einer der folgenden Kopplungen verbunden :

o DC/DC-Wandler

o Wechselrichter - Transformator - Gleichrichter

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist also die erste Gleichspannung größer als die zweite Gleichspan nung. Insbesondere ist die erste Gleichspannung eine Mit telspannung (MV: Medium Voltage - Mittelspannung) und die zweite Gleichspannung eine Niederspannung (LV: Low Voltage - Niederspannung) , wobei eine Energieübertragung vom ersten Gleichspannungsbus zum zweiten Gleichspannungsbus möglich ist wie auch eine Energieübertragung vom zweiten Gleichspannungs bus zum ersten Gleichspannungsbus möglich ist. Dies erhöht die Flexibilität, Einsatzfähigkeit und Fehlertoleranz des Energieversorgungssystems .

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist der erste Gleichspannungsbus für eine erste Gleichspannung vorge sehen und der zweite Gleichspannungsbus ist für eine zweite Gleichspannung vorgesehen, wobei die erste Gleichspannung größer ist als die zweite Gleichspannung. So können Verbrau cher wie Motoren, Elektronik, Heizungen, etc. über einer ge eigneten Spannungsebene mit elektrischer Energie versorgt werden .

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist zu mindest einer der Gleichspannungsbusse für eine Erstreckung über zumindest zwei Zonen vorgesehen. Dadurch kann zum Bei spiel eine Zone mit elektrischer Energie versorgt werden, welche selbst keine Energiequelle hat.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist mit tels eines Bypasses eine Zone überbrückbar. So kann bei spielsweise eine Zone, welche unter Wasser steht oder, in der Feuer ausgebrochen ist, von der elektrischen Versorgung ge trennt werden ohne dass eine weitere Zone, in welche der ent sprechende Bus reicht, beeinträchtigt ist.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems weist zumindest einer der Gleichspannungsbusse Abschnitte auf, wo bei die Abschnitte zonenbezogen sind. Die Abschnitte sind voneinander beispielsweise mittels Schalter trennbar. Ein Schalter kann dabei ein mechanischer Schalter und/oder ein mechanischer und Halbleiterschalter sein.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems können zwei Zonen zwei Abschnitte aufweisen. In einer weiteren Aus gestaltung kann eine Zone zwei Abschnitte vom gleichen Bus aufweisen. In einer weiteren Ausgestaltung weist jede Zone mit einem Abschnitt eine eigene Energiequelle auf.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist die erste Energiequelle in der ersten Zone zur Speisung des ers ten Gleichspannungsbusses und des zweiten Gleichspannungsbus ses vorgesehen. So können in einer Zone beispielsweise beide Spannungsebenen mit Energie versorgt werden. In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist der erste Gleichspannungsbus zur Speisung des zweiten Gleichspan nungsbusses vorgesehen. So kann durch eine Energiequelle, welche an dem ersten Gleichspannungsbus angeschlossen ist, auch der zweite Gleichspannungsbus mit Energie versorgt wer den .

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems weist dieses einen Drehstrombus auf, wobei der zweite Gleichspan nungsbus zur Speisung des Drehstrombusses vorgesehen ist. Da bei kann der Drehstrombus sich über zumindest zwei Zonen er strecken oder auf eine Zone begrenzt sein. In einer Ausge staltung ist es auch möglich, dass durch den Drehstrombus ei ne oder mehr Zonen überbrückt werden, d.h. es gibt einen By pass zumindest einer Zone. Der Drehstrombus (Wechselstrom) ist zur Versorgung von Wechselstromversorgern vorgesehen.

Dies können beispielsweise in einem Kreuzfahrtschiff auch an Steckdosen anschließbare Küchengeräte wie Toaster, Waffelei sen oder Kaffeemaschinen sein.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist es möglich, insbesondere abhängig von einer Schiffsapplikatio nen, zu einem Mittelspannungs-DC Verteilnetz zumindest teil weise ein AC Verteilnetztes auf der Niederspannungsebene zu integrieren oder einzelne DC-Inseln innerhalb der Zonen aus zubilden, die zwischen den Zonen über AC-Verbindungen verbun den sind. In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssys tems sind einzelne DC-Inseln über DC/DC Konverter miteinander verbunden .

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist eine Zone autark betreibbar, wobei diese autarke Zone zumindest eine der Energiequellen aufweist, wobei der erste Gleichspan nungsbus und/oder der zweite Gleichspannungsbus speisbar sind, wobei der erste Gleichspannungsbus und der zweite

Gleichspannungsbus mit ihrem jeweiligen Abschnitt in dieser Zone auch verbleiben. Ein Abschnitt geht also nicht über eine Zone hinaus. So können innerhalb einer schwimmenden Einrich- tung autarke Bereiche errichtet werden, welche auch bei Aus fall oder Beschädigung einer der Zonen der schwimmenden Ein richtung für sich arbeitsfähig sind.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems weist die schwimmende Einrichtung zumindest zwei Längszonen und zu mindest zwei Querzonen auf, wobei zwei Abschnitte zumindest eines Gleichspannungsbusses in derselben Querzone sind und auch in unterschiedlichen Längszonen. So können beispielswei se Fehler, welche auf einer Seite eines Schiffes auftreten, bezüglich der Auswirkung auf die elektrische Energieversor gung begrenzt werden. Die Längszone ist beispielsweise durch ein Längsschott begrenzt. Die Querzone ist beispielsweise durch ein Querschott begrenzt.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems weist zumindest einer der Gleichspannungsbusse eine Schalteinrich tung (Schalter) auf. Die Schalteinrichtung, welche mechanisch und/oder elektrisch durch Halbleiter arbeitet, dient zum Trennen bzw. Verbinden von Abschnitten der jeweiligen Busse. Das Auslösen der Schalteinrichtung zum Trennen bzw. Verbinden kann aufgrund von Schaltbefehlen erfolgen, welche aufgrund eines elektrischen Zustandes generiert werden und/oder auf grund von Schaltbefehlen erfolgen, welche aufgrund von Ereig nissen in einer Zone generiert werden (z.B. Wassereinbruch, Feuer, etc . ) .

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist die Schalteinrichtung im Gleichspannungsbus ein Kurzschlussschal ter. Die Schalteinrichtung trennt insbesondere zwei Zonen.

Die Schalteinrichtung ist beispielsweise ein Schnellschalter, der eine sichere Trennung von Abschnitten eines Busses ermög licht. So kann ein Kurzschluss in einer Zone auf diese Zone begrenzt werden. Andere Zonen bleiben von einem Kurzschluss in einer der Vielzahl von Zonen weitestgehend unberührt. Ein Herunterfahren und wieder hochfahren der Energieversorgung im Falle eines Kurzschlusses ist damit vermeidbar. Die Wahr- scheinlichkeit eines Blackouts für die gesamte schwimmende Einrichtung kann damit reduziert werden.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist zu mindest eine Verbrennungskraftmaschine eine Gasturbine. Gas turbinen ermöglichen hohe Drehzahlen und eine kompakte Bau weise.

In einem Verfahren zum Betrieb eines Energieversorgungssys tems einer schwimmenden Einrichtung, wobei die schwimmende Einrichtung eine erste Zone und eine zweite Zone aufweist, wobei die schwimmende Einrichtung einen ersten Gleichspan nungsbus für eine erste Gleichspannung und einen zweiten Gleichspannungsbus für eine zweite Gleichspannung aufweist, wobei die schwimmende Einrichtung eine erste Energiequelle und eine zweite Energiequelle aufweist, wird elektrische Energie von der ersten Zone in die zweite Zone oder von der zweiten Zone in die erste Zone übertragen. So können Zonen beispielsweise unabhängig davon, ob diese eine Energiequelle aufweisen mit elektrischer Energie versorgt werden.

Bei einem Verfahren zum Betrieb eines Energieversorgungssys tems für eine wassergebundene Einrichtung, mit einem ersten Gleichspannungsbus für eine erste Gleichspannung und mit ei nem zweiten Gleichspannungsbus für eine zweite Gleichspan nung, mit einer ersten Energiequelle, wobei die erste Ener giequelle ein Generatorsystem aufweist, welches ein erstes Wicklungssystem zur Speisung des ersten Gleichspannungsbusses aufweist und welches ein zweites Wicklungssystem zur Speisung des zweiten Gleichspannungsbusses aufweist, wird mittels des ersten Wicklungssystems eine erste Spannung erzeugt und mit tels des zweiten Wicklungssystems eine zweite Spannung er zeugt, wobei die zweite Spannung kleiner ist als die erste Spannung, wobei zum Antrieb des Generatorsystems ein Diesel oder eine Gasturbine verwendet wird. Dieses wie auch weitere Verfahren können durch weitere Ausgestaltungen ergänzt und/oder kombiniert werden. In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird die Speisung durch das erste Wicklungssystem oder die Speisung durch das zweite Wicklungssystem unterbunden. So kann beispielsweis bei einem Kreuzfahrtschiff in einem Hafen dessen Hotellast über nur ein Wicklungssystem bedient werden.

Bei einem Verfahren zum Betrieb eines Energieversorgungssys tems für eine wassergebundene Einrichtung, mit einem ersten Gleichspannungsbus für eine erste Gleichspannung und mit ei nem zweiten Gleichspannungsbus für eine zweite Gleichspan nung, mit einer ersten Energiequelle, welche zumindest drei speisende elektrische Verbindungen zu den Gleichspannungsbus sen aufweist, wobei zumindest einer der Gleichspannungsbusse Abschnitte aufweist, werden die Gleichspannungsbusse mit elektrischer Energie versorgt. Die speisenden elektrischen Verbindungen weisen beispielsweise Schalter auf, um die Ver bindung zu trennen oder zu schließen. So können beispielswei se fehlerhafte Bereiche (z.B. durch einen Kurzschluss) des Energieversorgungssystems von korrekt arbeitenden Bereichen getrennt werden.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird ein hier beschrie benes Energieversorgungssystem bei der Durchführung des Ver fahrens verwendet.

In einer Ausgestaltung zumindest eines der Verfahren wird im Fall einer Störung ein Schott geschlossen und zumindest einer der Gleichstrombusse wird schottabhängig getrennt. So kann insbesondere im Fall einer Störung diese Störung auf eine Zo ne beschränkt werden.

In einer Ausgestaltung zumindest eines der Verfahren wird ein erstes Energiemanagement für zumindest die erste Zone durch geführt und ein zweites Energiemanagement für zumindest die zweite Zone. So kann beispielsweise jede Zone, welche eine Energiequelle aufweist, ein Energiemanagement durch ein Ener giemanagementsystem aufweisen, wobei die Energiemanagement systeme unterschiedlicher Zonen miteinander datentechnisch verbindbar sind. Insbesondere kann ein Master Energiemanage mentsystem definiert sein, welches den Energiefluss zwischen den Zonen, welche von den einzelnen Energiemanagement Syste men verwaltet werden, steuert und/oder regelt. Zur Datenüber tragung kann ein kabelgebundenes bzw. ein funkbasiertes Über tragungssystem verwendet werden. Durch das funkbasierte Über tragungssystem können Störungen, welche beispielsweise durch mechanische Schäden innerhalb einer Zone auftreten, besser gemeistert werden.

In einer Ausgestaltung zumindest eines der Verfahren kann dieses mit jeder der hier beschriebenen Ausgestaltungen und Kombinationen des Energieversorgungssystems verwendet werden. Durch die hohe Flexibilität des Verfahrens bzw. des Energie versorgungssystems ist ein flexibler Betrieb der schwimmenden Einrichtung möglich.

Mit dem hier beschriebenen Energieversorgungssystem kann eine Netzwerksarchitektur für leistungsstarke Schiffsbordnetze mit mindestens zwei Spannungsebenen realisiert werden. In DC Net zen ist die elektrische Energie gleichgerichtet und über den gemeinsamen DC Bus verteilt. Große AC Verbraucher, wie z.B. Haupt- und Hilfsantriebe, werden über Wechselrichter aus dem DC Bus gespeist. AC Unternetze benötigen einen Wechselrichter und einen Transformator. Die Spannung kann wie bei einem her kömmlichen AC Hauptnetz über das Übersetzungsverhältnis des Transformators gewählt werden. Die Frequenz ist unabhängig von der Drehzahl der Generatoren durch den Wechselrichter einstellbar. Durch den vermehrten Einsatz von Gleichspan nungsbussen können die in den AC Netzen vorhandenen Probleme bezüglich eines hohen Gewichts der Transformatoren und unter schiedliche Frequenzen der Netze in Bezug zum Generator ver mieden werden. Beim Einsatz einer DC Netzwerkarchitektur mit mindestens zwei DC Spannungsebenen (Mittelspannung (MV) und Niederspannung (LV) ) wird die Notwendigkeit des Einsatzes von Transformatoren reduziert. Die Netzwerksarchitektur zeichnet sich insbesondere durch mindestens zwei DC Bussysteme (LV und MV) aus, die als geschlossener Bus ausgeprägt sein können. Diese DC Ring-Busse werden insbesondere ermöglicht durch Ver wendung eines sehr schnellen Halbleiter-Schalters für LV und MV um die Integrität der einzelnen Busabschnitte in den Zonen im Fehlerfall sicherzustellen. Dadurch wird vermieden, dass fehlerhafte Busabschnitte zu Ausfällen anderer Busabschnitte führen. Die Integration eines LV DC Ring-Busses zusätzlich zu einem MV Ring-Bus ermöglicht die Anbindung von dezentralen Energiespeichersystemen an dem LV DC Ring-Bus und durch den geschlossenen Bus die Nutzung und Verteilung der Energie. Da bei stellen die dezentralen Energiespeichersystemen insbeson dere sekundäre Energiequellen dar. Der Einsatz mehrerer ge schlossener DC Ring-Busse ermöglicht insbesondere auch eine bessere Möglichkeit der Leistungsaufteilung zwischen den Ring-Bussen der unterschiedlichen Spannungsebenen. Eine Mög lichkeit der Verbindung der verschiedenen Spannungsebenen be steht über eine DC/DC Konverter. Eine andere Möglichkeit liegt darin, auf der AC Seite des Generators über einen Trafo und einen Gleichrichter den weiteren DC Ring-Bus zu versorgen während der DC Ring-Bus mit der höheren Leistung / höheren Spannung direkt über eine Gleichrichter versorgt wird. In dem Fall, dass Energie Speicher an dem Niederspannungs- DC Ring Bus angeschlossen sind, kann der Gleichrichter des Nieder spannungs- Ring-Busses auch als aktiver Inverter ausgeführt werden um den Energiefluss in beide Richtungen zu ermögli chen. Die Einspeisung des Generators über Gleichrichter oder gesteuerte Gleichrichter ermöglicht auch eine höhere Frequenz der Generator Ausgangsspannung, was den erforderlichen Trans formator in Gewicht und Abmessung verkleinert.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems weist ein Generator zumindest zwei Spannungsebenen auf. Damit ist eine weitere Optimierung des Systems und eine Vermeidung ei nes schweren Transformators möglich. Durch den Einsatz von Generatoren mit mindestens zwei Spannungsebenen kein eine erste Spannungsebene und eine zweite Spannungsebene versorgt werden. Dies betrifft insbesondere den ersten Gleichspan nungsbus und den zweiten Gleichspannungsbus gleich, welche jeweils über Gleichrichter mit dem Generator verbunden sind. Dadurch kann die mehrfache Umwandlung von Energie wie bei AC Netzen vermieden werden. Sinnvoll sind dabei Anordnungen, welche die obere und die zweite Spannungsebene abdecken, da die Leistungen in der 2ten und weiteren unteren Spannungsebe nen immer weiter abnehmen.

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems kann die Generatorfrequenz in gewissen Grenzen frei gewählt werden.

Bei Einsatz von Generatoren mit separaten Wicklungen sind auch unterschiedliche Frequenzen für die unterschiedlichen Spannungen möglich. Die Frequenzen und andere Maschinenpara meter haben Einfluss auf die Stabilität des zugeordneten DC Netzes. Die beiden Spannungsebenen werden durch unterschied liche Generatorwicklungen bzw. Aktivteile unabhängig vonei nander gespeist. Es ist dabei unerheblich, ob die Aktivteile in einem Gehäuse auf einer Welle oder in Tandemanordnung auf gestellt werden. Auch der Betrieb an zwei Wellenenden ist möglich .

In einer Ausgestaltung des Energieversorgungssystems ist die Aktivteillänge des Generators verkürzt. Ein Generator kann so beispielsweise zwei unterschiedliche Aktivteillänge aufwei sen. Dies gelingt beispielsweise durch die Verwendung neuer Fertigungstechnologien wie dem 3D Druck. Mögliche Einsparun gen ergeben sich beispielsweise im Bereich der Wickelköpfe. Damit werden auch Generatoren sinnvoll, die trotz mehrerer hintereinander liegender Wicklungen nicht oder nur unwesent lich länger werden.

Durch einen neuen Netzwerkarchitektur für Schiffe mit großen Bordnetzleistungen (z.B. Kreuzfahrtschiffe, Navy (neue Klas sen mit erhöhten Bedarf an elektrischer Leistung zusätzlich zu den Antriebsleistungen, FPSO; FSRU; ... ) ) kann mit der In tegration mehrerer geschlossener DC Ring-Busse auf unter schiedlichen Spannungsebenen eine effiziente Energieversor gung realisiert werden. Der verstärkte Einsatz von DC Bussen ermöglicht die Reduzierung von Verteilertransformatoren, wel che für AC Netze notwendig sind. Auf Basis einer der beschriebenen Ausgestaltungen des Ener gieversorgungssystems kann in der schwimmenden Einrichtung auf eine Umwandlung AC/DC/AC in der oberen Spannungsebene verzichtet werden und die Umwandlung DC/AC/DC zwischen den Spannungsebenen vereinfacht werden. Ist das Unternetz, also das Netz mit einer niedrigeren Spannung, ein DC Netz, kann die Frequenz der speisenden AC Spannung optimal gewählt wer den .

Der Einsatz mehrerer DC Ring-Busses mit verschiedenen Span nungseben wird durch schnell schaltende Halbleiterschalter sichergestellt und ermöglicht eine optimalere und sichere Lastverteilung zwischen den Bussen und eine optimalere Ver teilung und Nutzung von Energiespeichern zwischen den einzel nen Zonen. Die Verbraucher der zweiten und darunter liegenden Spannungsebene können mit einer festen, frei vergebbaren Fre quenz, gespeist werden, die nicht von der Drehzahl der Die selgeneratoren abhängig ist, auch wenn die obere Spannungs ebene mit variabler Frequenz betrieben wird.

In herkömmlichen Netzen werden die Verteiltransformatoren für die zweiten Spannungsebenen redundant ausgelegt. Beträgt die Hotelleistung zum Beispiel 10MW beträgt die installierte Sum menleistung der Verteiltransformatoren mindesten 20MW. Auf grund von zusätzlichen Sicherheiten und unter Berücksichti gung von Gleichzeitigkeitsfaktoren erhöht sich dieser Wert noch einmal deutlich auf Werte zwischen 25 und 30MW. Die Ge neratoren für die zweite Spannungsebene müssen aber in Summe nur für die 20MW ausgelegt werden. Gleichzeitig verringert sich die installierte Generatorleistung um den Anteil der Bordnetzleistung. Im Beispiel also um 10MW. In Summe müssen also 10MW mehr an Generatorleistung installiert werden um ca. 25-30MW zu installierende Transformatorleistung zu einzuspa ren .

Die verschiedenen beschriebenen Energieversorgungssysteme bzw. wassergebundenen Einrichtungen, wie auch die beschriebe nen Verfahren können in ihren Merkmalen variabel kombiniert werden. Dadurch lässt sich das entsprechende System, die ent sprechende Einrichtung bzw. Verfahren z.B. an einen Einsatz in einem Kreuzfahrtschiff, einem Kranschiff, einer Ölplatt form, etc. anpassen.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand von Figu ren beschrieben. Dabei werden für gleichartige Einheiten die gleichen Bezugszeichen verwendet. Es zeigt:

FIG 1 ein Schiff mit einer ersten Unterteilung in

Zonen,

FIG 2 ein Schiff mit einer zweiten Unterteilung in

Zonen,

FIG 3 ein Schiff mit einer dritten Unterteilung in

Zonen,

FIG 4 einen ersten Schaltplan für ein Energiever sorgungssystem,

FIG 5 einen zweiten Schaltplan für ein Energiever sorgungssystem,

FIG 6 einen dritten Schaltplan für ein Energiever sorgungssystem,

FIG 7 einen vierten Schaltplan für ein Energiever sorgungssystem,

FIG 8 einen fünften Schaltplan für ein Energiever sorgungssystem,

FIG 9 einen sechsten Schaltplan für ein Energiever sorgungssystem,

FIG 10 einen siebten Schaltplan für ein Energiever sorgungssystem,

FIG 11 WieklungsSysteme,

FIG 12 eine Ersatzschaltung,

FIG 13 einen achten Schaltplan für ein Energiever sorgungssystem,

FIG 14 einen neunten Schaltplan für ein Energiever sorgungssystem,

FIG 15A Teil A eines zehnten Schaltplans für ein

EnergieversorgungsSystem FIG 15B Teil B des zehnten Schaltplans für ein Ener gieversorgungssystem und

FIG 16 bis 24 weitere Ausgestaltungen von Energieversor

gungssystemen .

Die Darstellung nach FIG 1 zeigt ein Schiff 101 mit einer ersten Unterteilung in Zonen. Dargestellt ist eine erste Zone 31, eine zweite Zone 32, eine dritte Zone 33 und eine vierte Zone 34. Diese Zonen werden von Schotten 71 und einem wasser dichten Deck 70 begrenzt.

Die Darstellung nach FIG 2 zeigt ein Schiff 101 in einer Art Aufsicht, mit einer zweiten Unterteilung in Zonen 31 bis 39. Die Zonen können auch in Längszonen 102 und Querzone 103 un terteilt werden. Über die Zonen erstreckt sich ein Energie versorgungssystem 100. Das Energieversorgungssystem weist ei nen ersten Gleichspannungsbus 11 und einen zweiten Gleich spannungsbus 12 auf. Die Gleichspannungsbusse 11 und 12 er strecken sich unterschiedlich über die Zonen.

Die Darstellung nach FIG 3 zeigt ein Schiff 100 mit einer dritten Unterteilung in Zonen 31 bis 39, wobei die Zonen 37, 38 und 39 zentrale Zonen innerhalb des Schiffes sind und backbordseitig bzw. steuerbordseitig von weiteren Zonen be grenzt sind. Das Energieversorgungssystem 100 weist einen ersten Gleichspannungsbus 11 und einen zweiten Gleichspan nungsbus 12 auf, wobei der erste Gleichspannungsbus 11 bei spielsweise ein Mittelspannungsbus ist und der zweite Gleich spannungsbus 12 ein Niederspannungsbus ist.

Die Darstellung nach FIG 4 zeigt einen ersten Schaltplan für ein Energieversorgungssystem 100. Die Darstellung weist eine erste Zone 31, eine zweite Zone 32 und eine dritte Zone 33 auf. Die Zonen sind durch Zonengrenzen 105 markiert. In der ersten Zone 31 befindet sich eine erste Energiequelle 21. Die erste Energiequelle 21 weist einen Diesel 1 und einen Genera tor 5 auf. In der zweiten Zone 32 befindet sich eine zweite Energiequelle 22. Die zweite Energiequelle 22 weist einen Diesel 2 und einen Generator 6 auf. Ein erster Gleichspan nungsbus 11 erstreckt sich sowohl in die erste Zone 31, wie auch in die zweite Zone 32 und auch in die dritte Zone 33 und bildet dabei eine Ringbus aus. Ein zweiter Gleichspannungsbus 12 erstreckt sich sowohl in die erste Zone 31, wie auch in die zweite Zone 32 und auch in die dritte Zone 33 und bildet dabei auch einen Ringbus aus. Der erste Gleichspannungsbus 11 befindet sich in einer ersten Gleichspannungsebene 13 bzw. stellt diese zur Verfügung. Der zweite Gleichspannungsbus 12 befindet sich in einer zweiten Gleichspannungsebene 14 bzw. stellt diese zur Verfügung. Der erste Gleichspannungsbus 11 ist in Abschnitte 61 bis 66 unterteilbar. Die Unterteilung gelingt mittels MV-Schalteinrichtungen 81. Der erste Gleich spannungsbus 11 ist also auf einer Mittelspannung. Der zweite Gleichspannungsbus 12 ist auch in Abschnitte 61 bis 66 unter- teilbar. Die Unterteilung gelingt mittels LV-Schalteinrich- tungen 80. Der zweite Gleichspannungsbus 12 ist also auf ei ner Niederspannung. Über den zweiten Gleichspannungsbus 12 ist ein Drehstrombus (AC-Bus) 15 speisbar. An dem zweiten Gleichspannungsbus 12 sind auch Batterien 91 angeschlossen. Als Verbraucher für den zweiten Gleichspannungsbus 12 sind Motoren (Asynchronmotoren) 85 gezeigt, welche über Wechsel richter 93 betreibbar sind. Zur Speisung der Gleichspannungs busse 11 und 12 sind jeweils eine erste Speisung 51, eine zweite Speisung 52, eine dritte Speisung 53 und eine vierte Speisung 54 vorgesehen. Diese Speisungen sind speisende elektrische Verbindungen für die Gleichstrombusse. Der Gene rators 5 speist über die erste Speisung 51 den ersten Ab schnitt 61, wobei die erste Speisung 51 einem Gleichrichter 95 und einen Schalter 84 aufweist. Der Generator 5 speist über die zweite Speisung 52 den vierten Abschnitt 64 des ers ten Gleichspannungsbusses 11. Die zweite Speisung 52 in der ersten Zone 31 weist ebenso einen Gleichrichter 96 und einen Schalter 84 auf. Die dritte Speisung 53 weist einen Mittel spannungstransformator 105 und einen Gleichrichter 97 auf.

Die dritte Speisung 53 speist den ersten Abschnitt 61 des zweiten Gleichspannungsbusses 12. die vierte Speisung 54 weist einen Schalter 84 und einen DC/DC-Steller 104 auf. Da mit verbindet die vierte Speisung 54 ein Abschnitt 64 des ersten Gleichstrombusses 11 mit einem Abschnitt 61 des zwei ten Gleichstrombusses 12. In der zweiten Zone 32 erfolgt der Anschluss des Generators 6 an die Gleichstrombusse 11 und 12 in gleicher Weise über die Speisungen 1 bis 4, wie in der ersten Zone 31 beschrieben.

Die Darstellung nach FIG 5 zeigt einen zweiten Schaltplan für ein Energieversorgungssystem 100 Dabei ist im Vergleich zu FIG 4 ein vergrößerter Ausschnitt gezeigt. Im Gegensatz zu FIG 4 ist in FIG 5 zur Darstellung einer Variation ein Gene rator 5 gezeigt, welcher nur drei speisende elektrische Ver bindungen 51, 53 und 54 zu den Gleichstrombusse 11 und 12 aufweist .

Die Darstellung nach FIG 6 zeigt einen dritten Schaltplan für ein Energieversorgungssystem 100. Dabei ist gezeigt, dass als Verbraucher an dem ersten Gleichspannungsbus 11 Schiffsan triebsmotoren 106, 107 angeschlossen sein können, welche je weils zum Antrieb eines Propellers 108 vorgesehen sind. Der Motor 106 ist über die Wechselrichter 93 und 94 doppelt ge speist. Der Motor 107 ist einfach gespeist.

Die Darstellung nach FIG 7 zeigt einen vierten Schaltplan, wobei mit den Propellern 108 jeweils zwei Motoren über ein Wellensystem 43 zum Antrieb verbunden sind. Auch hier erfolgt die Speisung über den Gleichspannungsbus 11, aber über ver schieden Abschnitten 61 und 64 dieses Busses.

Die Darstellung nach FIG 8 zeigt einen fünften Schaltplan, wobei neben vier Energiequellen 21 bis 24 mit Diesel auch al ternative Energiequellen gezeigt sind. Ein Windrad 25 kann eine Energiequelle sein. Ein Landanschluss 26 kann eine Ener giequelle sein aber auch eine Photovoltaikanlage 27.

Die Darstellung nach FIG 9 zeigt ein Generatorsystem 10 mit zwei Generatoren 7 und 8, welche über ein Wellensystem 43 steif gekoppelt sind. Der Generator 7 weist hier ein Nieder spannungswicklungssystem auf und der Generator 8 weist ein Mittelspannungswicklungssystem auf. Mittels des Generators 7 wird ein Niederspannungsgleichstrombus 12 gespeist und mit tels des Generators 8 wird ein Mittelspannungsgleichstrombus

11 gespeist.

Die Darstellung nach FIG 10 zeigt einen Multiwicklungssystem generator 9 welcher zumindest zwei Wicklungssysteme aufweist, ein erstes Wicklungssystem für eine Mittelspannung und ein zweites Wicklungssystem für eine Niederspannung. Mittels des erste Wicklungssystems erfolgt über eine erste speisende elektrische Verbindung 51 die Speisung des ersten Gleich strombusses 11 auf der Mittelspannungsebene (MV) . Mittels des zweiten Wicklungssystems erfolgt über eine weitere speisende elektrische Verbindung 53 die Speisung des zweiten Gleich strombusses 12 auf der Niederspannungsebene (LV) .

Die Darstellung nach FIG 11 zeigt schematisch die möglichen Anordnungen von Wicklungen im Stator eines Multiwicklungssys temgenerators. In einer ersten Variante können die LV-Wick- lungen abschnittsweise in nebeneinander liegenden Nuten 44 sein und die MV-Wicklungen abschnittsweise in nebeneinander liegenden Nuten 45. In einer zweiten Variante können die MV- Wicklungen und die LV-Wicklungen in gemeinsamen Nuten 46 sein. In einer dritten Variante können die MV-Wicklungen und die LV-Wicklungen abwechselnd in Nuten 24 und 48 sein.

Die Darstellung nach FIG 12 zeigt ein Ersatzschaltbild für eine D-Achse eines Multiwicklungssystemgenerators.

Die Darstellung nach FIG 13 zeigt einen achten Schaltplan für ein Energieversorgungssystem 100, wobei gezeigt ist wie von dem Generator 6 der erste Gleichspannungsbus 11 über zwei un terschiedliche Abschnitte 61 und 64 gespeist werden kann und wie von diesem Generator 6 auch der zweite Gleichspannungsbus

12 über auch dort zwei unterschiedliche Abschnitte gespeist werden kann. Die Darstellung nach FIG 14 zeigt, wie durch einen Generator in einer Zone (Generator 5 in Zone 31 und Generator 6 in Zone 32) jeweils zwei Abschnitte 61 und 62 des ersten Gleichspan nungsbusses 11 in unterschiedlichen Zonen 31 und 32 speisbar sind und wie dies auch für den zweiten Gleichspannungsbus 12 zutrifft .

Die Darstellung nach FIG 15 ist in zwei Teilfiguren 15A und 15B aufgeteilt. Beide vereinen ein Energieversorgungssystem 100, welches vier Diesel 1, 2, 3 und 4 als Teil der Energie quellen 21, 22, 23 und 24 aufweist und zum Ausdruck bringt, dass das Energieversorgungssystem beinahe beliebig entspre chend der Anforderungen an die wassergebundene Einrichtung erweiterbar bzw. änderbar ist. Dadurch, dass sich die wasser gebundene Einrichtung beispielsweise auf einem Schiff oder eine Bohrinsel befindet ist diese ganz oder überwiegend als ein Inselnetz betrieben.

Die Darstellungen nach den Figuren 16 bis 23 zeigen weitere Beispiele und Varianten für Energieversorgungssysteme insbe sondere auf Schiffen.

Die Darstellung nach Figur 24 zeigt ein Schiff mit drei Zonen 31, 32 und 33. In der ersten Zone 31 wird jeder der Generato ren 5 von jeweils einer Verbrennungskraftmaschine 1, z.B. ei nem Dieselmotor, angetrieben. Mit dem Fahrmotor 106 ist eine Vortriebseinheit in Form eines Verstellpropellers 108 mecha nisch gekoppelt. Zwischen einem Generator 5 und der ihn an treibenden Verbrennungskraftmaschine 1 sowie zwischen dem Verstellpropeller 108 und dem ihn antreibenden Fahrmotor 106 kann zusätzlich noch ein mechanisches Getriebe geschaltet sein, was jedoch nicht dargestellt ist. Alternativ zum Ver stellpropeller kann auch ein nicht verstellbarer Propeller eingesetzt werden.

In der dritten Zone 33 wird jeder der Generatoren 6 von je weils einer Verbrennungskraftmaschine 2, z.B. einem Dieselmo tor, angetrieben. Mit dem Fahrmotor 107 ist eine Vortriebs- einheit in Form eines Verstellpropellers 109 mechanisch ge koppelt. Zwischen einem Generator 6 und der ihn antreibenden Verbrennungskraftmaschine 2 sowie zwischen dem Verstellpro peller 109 und dem ihn antreibenden Fahrmotor 107 kann zu sätzlich noch ein mechanisches Getriebe geschaltet sein, was jedoch nicht dargestellt ist. Alternativ zum Verstellpropel ler kann auch ein nicht verstellbarer Propeller eingesetzt werden .

Die Fahrmotoren 106 und 107 sind Schiffsantriebsmotoren, wel che insbesondere als Mittelspannungsmotor ausgeführt sind.

Der Fahrmotor 106 wird ohne einen zwischengeschalteten Um richter mit der von den Generatoren 5 erzeugten Spannung mit variabler Amplitude und variabler Frequenz betrieben, was die elektrische Welle ausmacht. Die Drehfrequenz des Fahrmotors 106 hängt von dessen Polpaarzahl ab. Die Steuerung und/oder Regelung der Drehzahl des Fahrmotors 106 und somit des Ver stellpropellers 108 erfolgt somit indirekt durch die Steue rung und/oder Regelung der Verbrennungskraftmaschinen 1 zum Antrieb der Generatoren 5. Eine Drehbewegung der Verbren nungskraftmaschine 1 bzw. der Generatoren 5 bewirkt somit ei ne entsprechend proportionale Drehbewegung des Fahrmotors 106. Es wird somit die Funktion einer mechanischen Welle mit Hilfe von elektrischen Maschinen nachgebildet.

Der Fahrmotor 107 wird ohne einen zwischengeschalteten Um richter mit der von den Generatoren 6 erzeugten Spannung mit variabler Amplitude und variabler Frequenz betrieben, was die elektrische Welle ausmacht. Die Drehfrequenz des Fahrmotors 106 hängt von dessen Polpaarzahl ab. Die Steuerung und/oder Regelung der Drehzahl des Fahrmotors 107 und somit des Ver stellpropellers 109 erfolgt somit indirekt durch die Steue rung und/oder Regelung der Verbrennungskraftmaschinen 2 zum Antrieb der Generatoren 6. Eine Drehbewegung der Verbren nungskraftmaschine 2 bzw. der Generatoren 6 bewirkt somit ei ne entsprechend proportionale Drehbewegung des Fahrmotors 107. Es wird somit die Funktion einer mechanischen Welle mit Hilfe von elektrischen Maschinen nachgebildet.

Mit der von den Generatoren einer elektrischen Antriebswelle erzeugten Spannung variabler Amplitude und variabler Frequenz wird zusätzlich jeweils ein Bordnetz-Umrichter 115, 116 be trieben, der diese variable Spannung in eine DC-Spannung für einen LV DC-Bus 117 für das Bordnetz. Für das Bordnetz gibt es eine weitere Verbrennungskraftmaschine 3 und einen dieser zugeordneten Generator 7, dessen Ausgangswechselspannung über einen Gleichrichter 118 in die LV-Gleichspannung umgewandelt werden kann.