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1 Der Ausschuss für den Schutz der Meeresumwelt hat auf seiner fünfundsechzigsten Tagung (13. bis 17. Mai 2013) vereinbart, die Anleitung von 2013 zur Behandlung innovativer Energieeffizienztechnologien bei der Berechnung und Überprüfung des erreichten EEDI zu verbreiten, wie sie in der Anlage (MEPC 65/22, Absatz 4.134.6) wiedergegeben ist.

2 Die Mitgliedsregierungen werden aufgefordert, die beigefügte Anleitung ihren Verwaltungen, der Industrie, den einschlägigen Schifffahrtsorganisationen, den Reedereien und anderen betroffenen Interessengruppen zur Kenntnis zu bringen.

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1 Allgemeines

1.1 Der Zweck dieser Anleitung besteht darin, Hersteller, Schiffswerften, Schiffseigner, Prüfer und andere am Energieeffizienz-Kennwert (Energy Efficiency Design Index, EEDI) von Schiffen interessierte Parteien dabei zu unterstützen, wie innovative Energieeffizienztechnologien bei der Berechnung und Überprüfung des erreichten EEDI im Einklang mit den Regeln 5, 6, 7, 8, 9 und 20 der Anlage VI von MARPOL zu behandeln sind.

1.2 Es gibt EEDI-Berechnungsrichtlinien ^a und EEDI-Besichtigungsrichtlinien ^b. Diese Anleitung soll jene Richtlinien nicht ersetzen, sondern bietet Methoden für die Berechnung von innovativen Energieeffizienztechnologien und für die diesbezügliche Besichtigung und Ausstellung von Zeugnissen, die von jenen Richtlinien nicht behandelt werden. Sollten Unstimmigkeiten zwischen dieser Anleitung und den Richtlinien bestehen, gelten die Richtlinien.

1.3 Diese Anleitung bietet möglicherweise keine ausreichenden Möglichkeiten zur Berechnung und Überprüfung für Schiffe mit dieselelektrischem Antrieb, Turbinenantrieb oder hybrider Antriebsanlage, da die in den EEDI-Berechnungsrichtlinien angegebene Formel für den erreichten EEDI bei solchen Antriebsanlagen möglicherweise nicht anwendbar ist.

1.4 Diese Anleitung muss darauf überprüft werden, ob neue innovative Technologien aufgenommen werden sollen, die bisher nicht von ihr behandelt werden.

1.5 Diese Anleitung muss auch überprüft werden, nachdem Erfahrungen von jeder innovativen Technologie anhand von Rückmeldungen über tatsächliche Betriebsdaten eingeholt worden sind, um sie zuverlässiger und wirksamer zu machen. Deshalb ist es ratsam, das die Auswirkung jeder innovativen Technologie unter tatsächlichen Betriebsbedingungen für die zukünftige Verbesserung dieses anleitenden Dokuments überwacht und gesammelt wird.

2 Begriffsbestimmungen

2.1 Der Ausdruck EEDI-Berechnungsrichtlinien bezeichnet die "Richtlinien von 2012 über die Methode zur Berechnung des erreichten Energieeffizienz-Kennwerts (EEDI) für Schiffsneubauten (Entschließung MEPC.212(63)".

2.2 Der Ausdruck EEDI-Besichtigungsrichtlinien bezeichnet die "Richtlinien von 2012 über Besichtigungen im Hinblick auf den Energieeffizienz-Kennwert (EEDI) und die Ausstellung von Zeugnissen darüber (Entschließung MEPC.214(63))".

2.3 P_p ist die Antriebsleistung und ist definiert als ΣP_ME (falls ein Wellenmotor installiert ist bzw. mehrere Wellenmotoren installiert sind als ΣP_ME +ΣP_PTI(i),shaft, wie in Absatz 2.5.3 der EEDI-Berechnungsrichtlinien dargestellt).

2.4 Zusätzlich zu dem Obenstehenden sind die Begriffsbestimmungen der Bezeichnungen in dieser Anleitung die gleichen wie in der Anlage VI von MARPOL, den EEDI-Berechnungsrichtlinien und den EEDI-Besichtigungsrichtlinien.

3 Kategorisierung innovativer Energieeffizienztechnologien

3.1 Innovative Energieeffizienztechnologien werden in Abhängigkeit ihrer Eigenschaften und Auswirkungen auf die EEDI-Formel den Kategorien (A), (B) und (C) zugeordnet. Des Weiteren werden die innovativen Energieeffizienztechnologien der Kategorien (B) und (C) in jeweils zwei Unterkategorien aufgeteilt (Kategorie (B -1) und (B -2) bzw. (C -1) und (C -2)).

Kategorie (A): Technologien, die die Leistungskurve verschieben, was zu einer Veränderung der Kombination von P_P and V_ref führt: z.B. wenn V_ref konstant gehalten wird, wird P_p verringert und wenn P_p konstant gehalten wird, wird V_ref erhöht.

Kategorie (B): Technologien, die die Antriebsleitung P_p bei V_ref verringern, aber keine Elektrizität erzeugen. Die gesparte Energie wird als P_eff gezählt.

Kategorie (B-1): Technologien, die jederzeit während des Betriebs verwendet werden können und für die der Verfügbarkeitsfaktor (f_eff) somit als 1,00 angesetzt werden muss.

Kategorie (B-2): Technologien, die mit ihrer vollen Leistung nur unter begrenzten Bedingungen eingesetzt werden können. Die Festlegung des Verfügbarkeitsfaktors (f_eff) muss weniger als 1,00 sein.

Kategorie (C): Technologien, die Energie erzeugen. Die gesparte Energie wird als P_AEeff gezählt.

Kategorie (C-1): Technologien, die jederzeit während des Betriebs verwendet werden können und für die der Verfügbarkeitsfaktor (f_eff) somit als 1,00 angesetzt werden muss.

Kategorie (C-2): Technologien, die mit ihrer vollen Leistung nur unter begrenzten Bedingungen eingesetzt werden können. Die Festlegung des Verfügbarkeitsfaktors (f_eff) muss weniger als 1,00 sein.

4 Berechnung und Überprüfung der Auswirkungen innovativer Energieeffizienztechnologien

4.1 Allgemeines

Die Ermittlung des Nutzens einer innovativen Technologie muss in Verbindung mit der Form des Schiffskörpers und der Antriebsanlage erfolgen, mit denen diese eingesetzt werden soll. In Verbindung mit abweichenden Schiffskörperformen oder Antriebsanlagen gewonnene Ergebnisse aus Modellversuchen oder Probefahrten mit der innovativen Technologie sind möglicherweise nicht anwendbar.

4.2 Technologie der Kategorie (A)

Innovative Energieeffizienztechnologien der Kategorie (A) wirken sich auf P_P und/oder V_ref aus und ihre Auswirkungen lassen sich nicht isoliert messen. Deshalb dürfen diese Auswirkungen in dieser Anleitung nicht isoliert berechnet oder zertifiziert werden, sondern sie müssen in den EEDI-Berechnungsrichtlinien und in den EEDI-Besichtigungsrichtlinien als Teil des Schiffes behandelt werden.

4.3 Technologie der Kategorie (B)

4.3.1 Die Auswirkungen innovativer Energietechnologien der Kategorie (B) werden als P_eff ausgedrückt, was mit C_FME und SFC_ME (Ist P_PTI(i) > 0, der gewichtete Mittelwert von (SFC_ME x C_FME) und (SFC_AE x C_FAE)) und f_eff multipliziert und dann von der EEDI-Formel abgezogen wird. Im Fall einer Technologie der Kategorie (B -1) ist f_eff 1,00.

4.3.2 Eine Anleitung zur Berechnung und Überprüfung der Auswirkungen innovativer Technologien der Kategorie (B) befindet sich in Anlage 1.

4.4 Technologie der Kategorie (C)

4.4.1 Die Auswirkungen innovativer Energietechnologien der Kategorie (C) werden als P_AEeff ausgedrückt, was mit C_FAE, SFC_AE und f_eff multipliziert und dann von der EEDI-Formel abgezogen wird. Im Falle einer Technologie der Kategorie (C -1) ist f_eff 1,00.

4.4.2 Eine Anleitung zur Berechnung und Überprüfung der Auswirkungen innovativer Technologien der Kategorie (C) befindet sich in Anlage 2.

5 Gewichteter Mittelwert im Falle von P_PTI(i) > 0

Ist P_PTI(i) > 0, könnten sowohl Technologien der Kategorie (B) als auch der Kategorie (C) den Wert P_PTI(i) abziehen. In diesem Fall sind die folgenden Werte für den gewichteten Mittelwert bei der Berechnung von Σ(f_eff(i) x  P_eff(i) x C_F x SFC) in der Formel des erreichten EEDI zu verwenden.

Für Wellenleistung(en):

(ΣP_PTI(i),shaft - x ΣP_AEeff x η_GEN x η_PTI(i)) / (ΣP_ME(i) + ΣP_PTI(i),shaft - xΣP_AEeff x η_GEN x η_PTI(i)),

dabei muss, wenn (ΣP_PTI(i),shaft - x ΣP_AEeff x η_GEN x η_PTI(i)) als negativer Wert angenommen wird, der Wert (ΣP_PTI(i),shaft - xΣP_AEeff x η_GEN x η_PTI(i)) als Null festgelegt werden; und

für Hauptmotor(en): ΣP_ME(i) / (ΣP_ME(i) + ΣP_PTI(i),shaft - xΣP_AEeff x η_GEN x η_PTI(i)),

dabei muss, wenn ΣP_PTI(i),shaft - xΣP_AEeff x η_GEN x η_PTI(i) als negativer Wert angenommen wird, der Wert (ΣP_PTI(i),shaft - xΣP_AEeff x η_GEN x η_PTI(i)) als Null festgelegt werden.

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1 Zusammenfassung der innovativen Energieeffizienztechnologie

Ein Luftschmierungssystem ist eine der innovativen Energieeffizienztechnologien. Der Reibungswiderstand des Schiffes kann verringert werden, indem die Oberfläche des Schiffes mit Luftbläschen bedeckt wird, die am vorderen Teil des Schiffsbodens unter Verwendung von Gebläsen usw. eingeblasen werden.

Abbildung 1 - Schematische Darstellung eines Luftschmierungssystems

2 Berechnungsmethode

2.1 Leistungsverringerung aufgrund eines Luftschmierungssystems

Der Leistungsverringerungsfaktor P_eff aufgrund eines Luftschmierungssystems als innovative Energieeffizienztechnologie wird mit der folgenden Formel berechnet. Der erste und zweite Term auf der rechten Seite stellen die Verringerung der Antriebsleistung durch das Luftschmierungssystem bzw. die zusätzlich für den Betrieb des Systems benötigte Leistung dar. Für dieses System ist f_eff 1,0.

(1)

* Ist P_PTI(i) > 0, der gewichtete Mittelwert von (SFC_ME x C_FME) und (SFC_AE x C_FAE)

2.1.1 P_eff ist die effektive Leistungsverringerung in kW aufgrund des Luftschmierungssystems bei 75 Prozent der installierten Nennleistung (MCR). Für den Fall, dass Wellengeneratoren eingebaut sind, muss P_eff bei 75 Prozent der installierten Nennleistung (MCR) berechnet werden, nachdem jegliche eingebauten Wellengeneratoren nach Absatz 2.5 der EEDI-Berechnungsrichtlinien abgezogen wurden.

P_eff muss sowohl im voll beladenen Zustand als auch unter Probefahrtbedingungen berechnet werden.

2.1.2 P_PeffAL ist die Verringerung der Antriebsleistung aufgrund des Luftschmierungssystems in kW. P_PeffAL muss sowohl bei dem in den EEDI-Berechnungsrichtlinien bestimmten Beladungszustand, der der Kapazität (Capacity) entspricht (im Weiteren als "voll beladener Zustand" bezeichnet), als auch unter Probefahrtbedingungen unter Berücksichtigung der folgenden Punkte berechnet werden.

1. Bereich der mit Luft bedeckten Schiffsoberfläche;
2. Dicke der Luftschicht;
3. Verringerung des Grads des Reibungswiderstands aufgrund der Abdeckung mit einer Luftschicht;
4. Veränderung des Propulsionswirkungsgrades aufgrund des Zusammenwirkens mit Luftbläschen (Eigenvortriebsfaktoren und Eigenschaften des Propellers im Freiwasser); und
5. Änderung des Widerstands aufgrund eines zusätzlichen Geräts, sofern damit ausgestattet.

2.1.3 P_AEeffAL ist die zusätzliche, für den Betrieb des Luftschmierungssystems notwendige Leistungsaufnahme der Hilfsanlagen in kW im voll beladenen Zustand. P_AEeffAL muss bei 75 Prozent der Nennleistung der Gebläse auf Grundlage der Erprobungsberichte des Herstellers berechnet werden. Bei einem System, bei dem der vorstehend genannte berechnete Wert wesentlich von der aufgebrachten Leistung bei normalem Betrieb im voll beladenen Zustand abweicht, kann der P_AEeffAL-Wert mit einer alternativen Methode geschätzt werden. In diesem Fall muss die Berechnung einem Prüfer vorgelegt werden.

2.2 Zu beachtende Punkte bei der Berechnung des erreichten EEDI mit einem Luftschmierungssystem

2.2.1 V_ref in Absatz 2.2 der EEDI-Berechnungsrichtlinien muss mit ausgeschaltetem Luftschmierungssystem berechnet werden, um die doppelte Zählung der Auswirkung des Systems zu vermeiden.

2.2.2 Gemäß den EEDI-Berechnungsrichtlinien muss der EEDI-Wert für Schiffe bei eingeschaltetem Luftschmierungssystem im voll beladenen Zustand berechnet werden.

3 Überprüfungsverfahren

3.1 Allgemeines

Der erreichte EEDI für ein Schiff mit innovativer Energieeffizienztechnologie muss nach den EEDI-Besichtigungsrichtlinien überprüft werden. Zusätzliche Informationen über die Anwendung von Luftschmierungssystemen, die nicht in den EEDI-Besichtigungsrichtlinien angegeben sind, sind untenstehend enthalten.

3.2 Vorüberprüfung in der Entwurfsphase

3.2.1 Zusätzlich zu Absatz 4.2.2 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien muss die vom Schiffseigner oder der Schiffswerft zu erstellende Technische EEDI-Akte Folgendes enthalten:

1. Übersicht und Skizzierung des Luftschmierungssystems;
2. P_PeffAL: die Verringerung der Antriebsleistung aufgrund des Luftschmierungssystems bei der Schiffsgeschwindigkeit V_ref sowohl im voll beladenen Zustand als auch unter Probefahrtbedingungen;
3. EDR_full: die Reduzierungsrate der Antriebsleistung im voll beladenen Zustand aufgrund des Luftschmierungssystems. EDR_full wird berechnet, indem P_MEeffAL durch P_ME aus den EEDI-Berechnungsrichtlinien im voll beladenen Zustand geteilt wird (siehe Abbildung 2);
4. EDR_trial: die Reduzierungsrate der Antriebsleistung unter Probefahrtbedingungen aufgrund des Luftschmierungssystems. EDR_trial wird berechnet, indem P_MEeffAL durch P_ME aus den EEDI-Berechnungsrichtlinien unter Probefahrtbedingungen geteilt wird (siehe Abbildung 2);

Abbildung 2 - Berechnung der Reduzierungsrate der Antriebsleistung (EDR_full und EDR_trial) aufgrund des Luftschmierungssystems

5. P_AEeffAL: benötigte zusätzliche Leistung für den Betrieb des Luftschmierungssystems; und
6. der berechnete Wert des EEDI für das eingeschaltete Luftschmierungssystem im voll beladenen Zustand.

3.2.2 Zusätzlich zu Absatz 4.2.7 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien umfassen die Angaben, die der Prüfer zusätzlich von der Schiffswerft unmittelbar dazu anfordern kann, folgende:

1. das detaillierte Berechnungsverfahren der Verringerung der Antriebsleistung aufgrund des Luftschmierungssystems: P_PeffAL; und
2. das detaillierte Berechnungsverfahren der benötigten zusätzlichen Leistung für den Betrieb des Luftschmierungssystems: P_AEeffAL.

3.3 Endgültige Überprüfung des erreichten EEDI bei der Probefahrt

3.3.1 Die endgültige Überprüfung des EEDI von Schiffen aufgrund des Luftschmierungssystems muss bei der Probefahrt durchgeführt werden. Das Überprüfungsverfahren muss grundsätzlich in Übereinstimmung mit Absatz 4.3 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien sein.

3.3.2 Vor der Probefahrt müssen dem Prüfer die folgenden Dokumente eingereicht werden: Eine Beschreibung des Prüfverfahrens, welches die Messmethoden beinhaltet, die bei der Probefahrt des Schiffes mit Luftschmierungssystem verwendet werden.

3.3.3 Der Prüfer muss der Probefahrt beiwohnen und die in Absatz 4.3.3 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien beschriebenen Punkte bestätigen, die bei der Probefahrt für das ein- und ausgeschaltete Luftschmierungssystem gemessen werden.

3.3.4 Die Leistung des Hauptmotors bei der Probefahrt für das ein und ausgeschaltete Luftschmierungssystem muss so gesetzt werden, dass der Bereich der erstellten Leistungskurve die Schiffsgeschwindigkeit von V_ref umfasst.

3.3.5 Das folgende Verfahren muss auf Grundlage der für das ausgeschaltete Luftschmierungssystem erstellten Leistungskurve durchgeführt werden.

1. Die Schiffsgeschwindigkeit bei 75 Prozent MCR des Hauptmotors in voll beladenem Zustand, V_ref, muss berechnet werden. Falls Wellengeneratoren eingebaut sind, muss V_ref bei 75 Prozent MCR berechnet werden, nachdem jegliche eingebauten Wellengeneratoren nach Absatz 2.5 der EEDI-Berechnungsrichtlinien abgezogen wurden.
2. In dem Fall, dass die vorstehend ermittelte V_ref sich von der in der Entwurfsphase geschätzten unterscheidet, muss die Reduzierungsrate für den Hauptmotor mit der neuen V_ref sowohl im voll beladenen Zustand als auch unter Probefahrtbedingungen neu berechnet werden.

3.3.6 Die Schiffswerft muss auf der Grundlage der gemessenen Schiffsgeschwindigkeit und der Leistung des Hauptmotors bei der Probefahrt Leistungskurven für das eingeschaltete Luftschmierungssystem erstellen. Die folgenden Berechnungen müssen durchgeführt werden.

1. Die tatsächliche Reduzierungsrate der Antriebsleistung ADR_trial bei der Schiffsgeschwindigkeit von V_ref bei der Probefahrt.
2. Wenn die Probefahrt nicht im voll beladenen Zustand durchgeführt wird, ist die Reduzierungsrate der Antriebsleistung in diesem Zustand mit der folgenden Formel zu berechnen:

   
   

   ,
   d. h.
   	(2)

Abbildung 3 - Berechnung der tatsächlichen Reduzierungsrate der Antriebsleistung (ADR_full und ADR_trial) aufgrund des Luftschmierungssystems

3.3.7 Die Verringerung der Antriebsleistung aufgrund des Luftschmierungssystems P_MEeffAL im voll beladenen Zustand und unter Probefahrtbedingungen muss wie folgt berechnet werden:

3.3.8 Der Schiffseigner oder die Schiffswerft müssen die Technische EEDI-Akte soweit erforderlich überarbeiten, indem die Ergebnisse der Probefahrt berücksichtigt werden. Solch eine Überarbeitung muss folgende Inhalte umfassen:

1. V_ref, falls sie sich von der in der Entwurfsphase geschätzten Referenzgeschwindigkeit unterscheidet;
2. die Verringerung der Antriebsleistung P_PeffAL bei der Schiffsgeschwindigkeit von V_ref im voll beladenen Zustand und unter Probefahrtbedingungen für das eingeschaltete Luftschmierungssystem;
3. die Reduzierungsrate der Antriebsleistung aufgrund des Luftschmierungssystems (ADR_full und ADR_trial) im voll beladenen Zustand und unter Probefahrtbedingungen;
4. der berechnete Wert des EEDI für das eingeschaltete Luftschmierungssystem im voll beladenen Zustand.

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1 Zusammenfassung der innovativen Energieeffizienztechnologie

1.1 Windantriebsanlagen gehören zu den innovativen Energieeffizienztechnologien, die die CO₂-Emissionen von Schiffen verringern. Es gibt unterschiedliche Windantriebstechnologiearten (Segel, Flügel, Zugdrachen usw.), die in Abhängigkeit von den Windverhältnissen Kräfte entwickeln. Diese technische Anleitung bestimmt die verfügbare effektive Leistung von Windantriebsanlagen als Produkt der Referenzgeschwindigkeit und der Summe der Kraft der Windantriebsanlage und der globalen Windwahrscheinlichkeitsverteilung.

2 Begriffsbestimmungen

2.1 Im Sinne dieser Richtlinien gelten die folgenden Begriffsbestimmungen:

1. Der Ausdruck verfügbare effektive Leistung bezeichnet die Multiplikation der effektiven Leistung P_eff mit dem Verfügbarkeitsfaktor f_eff, wie er in der EEDI-Berechnung bestimmt ist.
2. Windantriebsanlagen gehören zu den innovativen mechanischen Energieeffizienztechnologien, die CO₂-Emissionen von Schiffen verringern. Diese vorgeschlagenen Richtlinien gelten für Windantriebstechnologien, die mechanische Antriebskräfte unmittelbar auf die Schiffsstruktur übertragen (Segel, Flügel, Zugdrachen usw.).
3. Die globale Windwahrscheinlichkeitsmatrix beinhaltet Daten zu der globalen Windkraft auf den globalen Hauptschifffahrtswegen, die auf einer statistischen Untersuchung der weltweiten Winddaten basieren. Eine detaillierte Bestimmung der globalen Windwahrscheinlichkeitsmatrix ist in einer gesonderten Vorlage (INF paper) zu finden.

3 Verfügbare effektive Leistung von Windantriebsanlagen

3.1 Die verfügbare effektive Leistung von Windantriebsanlagen als innovative Energieeffizienztechnologie wird mit folgender Formel berechnet:

Dabei ist:

1. (f_eff x P_eff) die verfügbare effektive Leistung in kW, die von der angegebenen Windantriebsanlage erbracht wird. f_eff und P_eff werden in der Berechnung zu einem Produkt aus der Verfügbarkeit und der Leistung kombiniert, dessen Ergebnis eine Matrixberechnung ist, wobei sich jedes Windverhältnis nach einer Wahrscheinlichkeit und einer bestimmten Kraft der Windantriebsanlage richtet.
2. der Faktor 0,5144 der Umrechnungsfaktor von Seemeilen pro Stunden (Knoten) in Meter pro Sekunde (m/s).
3. V_ref die Referenzgeschwindigkeit des Schiffes gemessen in Seemeilen pro Stunde (Knoten), wie sie in den EEDI-Berechnungsrichtlinien bestimmt ist.
4. η_T der Gesamtwirkungsgrad des Hauptantriebs bzw. der Hauptantriebe bei 75 Prozent der installierten Nennleistung (MCR) des Hauptmotors bzw. der Hauptmotoren. η_T muss bei [0,7] angesetzt werden, wenn kein anderer Wert festgelegt und vom Prüfer überprüft ist.
5. F(V_ref)_i,j die Kräftematrix der jeweiligen Windantriebsanlage für eine vorgegebene Schiffsgeschwindigkeit V_ref.
6. W_i,j die globale Windwahrscheinlichkeitsmatrix (siehe unten).
7. P(V_ref)_i,j eine Matrix mit den gleichen Dimensionen wie F(V_ref)_i,j und W_i,j und stellt den Leistungsbedarf in kW für den Betrieb der Windantriebsanlage dar.

3.2 Der erste Term der Formel bestimmt die zusätzliche Antriebsleistung, die bei der Gesamtberechnung des EEDI zu berücksichtigen ist. Der Term beinhaltet das Produkt der schiffspezifischen Geschwindigkeit, die Kräftematrix und die globale Windwahrscheinlichkeitsmatrix. Der zweite Term enthält die Leistungsanforderung für den Betrieb der spezifischen Windantriebsanlage, die von der erlangten Windkraft abgezogen werden muss.

4 Kräftematrix der Windantriebsanlage F(V_ref)_i,j

4.1 Jede Windantriebsanlage hat eine bestimmte Kräfteeigenschaft, die abhängig ist von der Schiffsgeschwindigkeit, der Windgeschwindigkeit und dem Windwinkel in Bezug auf den Kurs. Die Kräfteeigenschaft kann in einer zweidimensionalen Matrix ausgedrückt werden, in der Elemente für alle Kombinationen aus Windgeschwindigkeit und dem Winkel des Windes in Bezug auf den Kurs für eine vorgegebene Schiffsgeschwindigkeit V_ref enthalten sind.

4.2 Jedes Matrixelement stellt die Antriebskraft in Kilonewton (kN) für die jeweilige Windgeschwindigkeit und den jeweiligen Windwinkel dar. Der Windwinkel wird in relativen Peilungen (mit 0° am Bug) angegeben. Tabelle 1 gibt eine Anleitung für die Bestimmung der Kräftematrix der Windantriebsanlage F(V_ref)_i,j. Für die endgültige Bestimmung der CO₂-Verringerung einer Anlage muss die Kräftematrix von einem Prüfer zugelassen werden.

Tabelle 1: Anordnung einer Kräftematrix in kN für eine Windantriebsanlage bei V_ref

5 Die globale Windwahrscheinlichkeitsmatrix W_i,j

5.1 W_i,j stellt die Wahrscheinlichkeit von Windverhältnissen dar. Jedes Matrixelement stellt die Wahrscheinlichkeit von Windgeschwindigkeit und Windwinkel in Bezug auf die Schiffskoordinaten dar. Die Summe aller Matrixelemente ist gleich 1 und ist dimensionslos. Tabelle 2 zeigt die Anordnung der globalen Windwahrscheinlichkeitsmatrix. Die Windwahrscheinlichkeitsmatrix ist aus der Windwahrscheinlichkeit auf den globalen Hauptschifffahrtswegen zu beziehen. ²

Tabelle 2: Anordnung der globalen Windwahrscheinlichkeitsmatrix

6 Effektive CO₂öVerringerung durch Windantriebsanlagen

6.1 Für die Berechnung der CO₂-Verringerung muss das Ergebnis der verfügbaren effektiven Leistung (f_eff x P_eff) mit dem Umrechnungsfaktor C_FME und SFC_ME multipliziert werden, wie es in der ursprünglichen EEDI-Formel enthalten ist.

7 Überprüfung von Windantriebsanlagen beim EEDI-Zertifizierungsverfahren

7.1 Allgemeines

Die Überprüfung des EEDI mit innovativen Energieeffizienztechnologien muss in Übereinstimmung mit den EEDI-Besichtigungsrichtlinien durchgeführt werden. Zusätzliche die innovativen Energieeffizienztechnologien betreffende Punkte, die nicht in den EEDI-Besichtigungsrichtlinien enthalten sind, sind unten beschrieben.

7.2 Vorüberprüfung in der Entwurfsphase

7.2.1 Zusätzlich zu Absatz 4.2.2 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien muss die vom Schiffseigner oder der Schiffswerft zu erstellende Technische EEDI-Akte Folgendes umfassen:

1. Konfiguration der Windantriebsanlage; und
2. berechneter Wert des EEDI aufgrund der Windantriebsanlage.

7.2.2 Zusätzlich zu Absatz 4.2.7 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien können zusätzliche Informationen von der Schiffswerft vom Prüfer angefordert werden. Diese umfassen:

1. ein detailliertes Berechnungsverfahren für die Kräftematrix der Windantriebsanlage F(V_ref)_i,j und Ergebnisse aus Leistungsprüfungen. ³

7.2.3 Um ungewünschte Auswirkungen auf die Schiffsstruktur und den Hauptantrieb zu vermeiden, müssen die Einflüsse der zusätzlichen Kräfte, die auf das Schiff einwirken, während des EEDI-Zertifizierungsverfahrens bestimmt werden. Elemente in der Kräftematrix der Windantriebsanlage können auf schiffsspezifische Einschränkungen, sofern diese notwendig sind, beschränkt sein. Die technischen Mittel, um die Kraft der Windantriebsanlage einzuschränken, müssen als Teil der Leistungsprüfung ⁴ überprüft werden.

7.2.4 Wenn mehr als eine innovative Energieeffizienztechnologie bei der EEDI-Zertifizierung einer Zulassung unterliegt, müssen Wechselwirkungen dieser Technologien berücksichtigt werden. Die geeigneten technischen Unterlagen müssen den dem Prüfer im Zuge des Zertifizierungsverfahrens eingereichten zusätzlichen Informationen hinzugefügt werden.

7.3 Endgültige Überprüfung des erreichten EEDI bei der Probefahrt

Die gesamte Nettoleistung, die von Windantriebsanlagen erzeugt wird, muss auf Grundlage der technischen EEDI-Akte bestätigt werden. Zusätzlich zu der Bestätigung, muss bestätigt werden, ob die Konfiguration der Windantriebsanlage auf dem Schiff mit der in der Vorüberprüfung angewendeten übereinstimmt.

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1 Zusammenfassung der innovativen Energieeffizienztechnologie

Dieser Anhang stellt eine Anleitung zur Behandlung von Hochtemperatur-Abwärmerückgewinnungssystemen (Stromerzeugungstyp) als innovative Energieeffizienztechnologien in Zusammenhang mit der Verringerung der Leistungsaufnahme der Hilfsanlagen (in Bezug auf P_AEeff(i)) zur Verfügung. Mechanische zurückgewonnene Energieverluste, die unmittelbar in Wellen eingekoppelt werden, brauchen in dieser Kategorie nicht gemessen zu werden, da sich die Auswirkung der Technologie unmittelbar in der Referenzgeschwindigkeit V_ref widerspiegelt.

Abwärmerückgewinnungssysteme erhöhen die Effizienzausnutzung der durch Brennstoffverbrennung im Motor erzeugten Energie durch Rückgewinnung der thermischen Energie des Abgases, Kühlwassers usw., wodurch Elektrizität erzeugt wird.

Es gibt die folgenden beiden Methoden zur Elektrizitätserzeugung mit Abwärmerückgewinnungstechnologien (Stromerzeugungstyp).

(A) Die Methode, bei der thermische Energie mit einem Wärmetauscher rückgewonnen wird und die Wärmekraftmaschine, die einen Stromerzeuger antreibt, angetrieben wird.

(B) Die Methode, bei der ein Stromerzeuger unmittelbar von einer Nutzturbine usw. angetrieben wird. Des Weiteren gibt es ein Abwärmerückgewinnungssystem, bei dem die beiden vorstehenden Methoden kombiniert werden.

Abbildung 1 - Schematische Darstellung der Abgas-Abwärmerückgewinnung

2 Berechnungsmethode

2.1 Leistungsverringerung aufgrund des Abwärmerückgewinnungssystems

Die Leistungsverringerung aufgrund des Abwärmerückgewinnungssystems wird mit folgender Gleichung berechnet. Für dieses System ist f_eff 1,00 in der EEDI-Formel.

In der vorstehenden Gleichung ist P"_AEeff die vom Abwärmerückgewinnungssystem produzierte Leistung. P_{AEeff_Loss} ist die für den Antrieb des Abwärmerückgewinnungssystems notwendige Leistung.

2.1.1 P_AEeff ist die Verringerung der gesamten Leistungsaufnahme der Hilfsanlagen des Schiffes (kW) durch das Abwärmerückgewinnungssystem gemäß der Schiffsleistungs-Bedingung, die auf die EEDI-Berechnung angewendet wird. Die Leistung, die unter dieser Bedingung erzeugt wird und die der Hauptschalttafel zugeführt wird, ist zu berücksichtigen, unabhängig von ihrer Verwendung an Bord des Schiffes (außer der Leistung, die von Maschinenanlagen verbraucht wird, wie in Absatz 2.1.4 beschrieben).

2.1.2 P'_AEeff wird durch die folgende Gleichung bestimmt.

,

(2)

Dabei ist:

W_e: die berechnete Stromerzeugung durch das Abwärmerückgewinnungssystem

η_g: der gewichtete durchschnittliche Generatorwirkungsgrad

2.1.3 P_AEeff wird mit den folgenden Faktoren bestimmt:

1. Temperatur und Abgas-Massenstrom des Motors usw.;
2. Beschaffenheit des Abwärmerückgewinnungssystems; und
3. Wirkungsgrade und Leistungen der Bestandteile des Abwärmerückgewinnungssystems.

2.1.4 P_{AEeff_Loss} ist die Leistung (kW) der Pumpe usw., die notwendig ist, um das Abwärmerückgewinnungssystem anzutreiben.

3 Überprüfungsverfahren

3.1 Allgemeines

Der erreichte EEDI für ein Schiff mit innovativer Energieeffizienztechnologie muss nach den EEDI-Besichtigungsrichtlinien überprüft werden. Zusätzliche Punkte, die die innovativen Energieeffizienztechnologien betreffen und nicht in den EEDI-Besichtigungsrichtlinien enthalten sind, werden untenstehend beschrieben.

3.2 Vorüberprüfung in der Entwurfsphase

3.2.1 Zusätzlich zu Absatz 4.2.2 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien muss die vom Schiffseigner oder der Schiffswerft zu erstellende Technische EEDI-Akte Folgendes enthalten:

1. Diagramme, wie zum Beispiel ein Anlagendiagramm, ein Prozess-Flussdiagramm oder ein Diagramm der Rohrleitungen, Geräte und Instrumente, die das Abwärmerückgewinnungssystem skizzieren, sowie zugehörige Informationen, wie zum Beispiel Spezifikationen der Systembestandteile;
2. Abzug der durch das Abwärmerückgewinnungssystem gesparten Energie von der Leistung der Hilfsmotoren; und
3. Rechenergebnis des EEDI.

3.2.2 Zusätzlich zu Absatz 4.2.7 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien umfassen die Informationen, die der Prüfer zusätzlich von der Schiffswerft unmittelbar dazu anfordern kann, folgende:

1. Abgasdaten für den Hauptmotor bei 75 Prozent MCR (und/oder für den Hilfsmotor bei der Messbedingung von SFC) bei unterschiedlichen Umgebungsluftansaugtemperaturen, z.B. 5 °C, 25 °C und 35 °C; diese umfassen:
   1. Abgas-Massenstrom für den Turbolader (kg/h);
   2. Abgastemperaturen nach dem Turbolader (C°);
   3. der für die Nutzturbine verfügbare Abgas-Bypass-Massenstrom (kg/h), wenn vorhanden;
   4. Abgastemperatur für den Bypass-Durchfluss (C°); und
   5. Abgasdruck für den Bypass-Durchfluss (bar).
2. falls ein Wärmetauscher verwendet wird, der erwartete Dampfmassenstrom am Auslass und die Dampftemperaturen für die Wärmepumpe, auf Grundlage der Abgasdaten vom Hauptmotor;
3. Schätzungsverfahren der durch das Abwärmerückgewinnungssystem rückgewonnen Wärmeenergie; und
4. weitere Einzelheiten der Berechnungsmethode von P_AEeff, die in Absatz 2.1 dieses Anhangs bestimmt ist.

3.3 Endgültige Überprüfung des erreichten EEDI bei der Probefahrt

3.3.1 Ein Abzug der durch das Abwärmerückgewinnungssystem gesparten Energie von der Leistung der Hilfsmotoren muss mit den Ergebnissen aus Prüfstandserprobungen der Hauptbestandteile des Abwärmerückgewinnungssystems und, wenn möglich, bei Probefahrten überprüft werden.

3.3.2 Wenn Prüfstandserprobungen bei Systemen schwierig durchzuführen sind, z.B. im Falle von Abgas-Vorwärmern, muss die Leistung des Abwärmerückgewinnungssystems überprüft werden, indem die Menge des erzeugten Dampfs, seine Temperatur usw. bei der Probefahrt gemessen werden. In diesem Fall muss die gemessene Dampfmenge, -temperatur usw. zum Wert der Abgasbedingung bei Entwurf und zu den Messbedingungen von SFC des Haupt-/Hilfsmotors bzw. der Haupt-/Hilfsmotoren korrigiert werden. Die Abgasbedingung muss auf Grundlage der Temperatur der Umgebungsluft im Maschinenraum (Messbedingung von SFC des Haupt-/Hilfsmotors bzw. der Haupt-/Hilfsmotoren; d. h. 25 °C) korrigiert werden, usw.

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1 Zusammenfassung der innovativen Energieeffizienztechnologie

Eine auf einem Schiff aufgestellte Photovoltaik-(PV-) Stromerzeugungsanlage stellt einen Teil der elektrischen Leistung für den Propeller des Schiffes oder zur Verwendung innerhalb des Schiffes zur Verfügung. Die PV-Stromerzeugungsanlage besteht aus PV-Modulen und anderen elektrischen Ausrüstungsgegenständen. Abbildung 1 zeigt ein schematisches Diagramm der PV-Stromerzeugungsanlage. Das PV-Modul besteht aus verbundenen Solarzellen. Es gibt verschiedene Solarzellarten, wie z.B. die "terrestrische kristalline Silicium-Photovoltaik" und "terrestrische Dünnschicht-Photovoltaik" usw.

Abbildung 1 - Schematisches Diagramm einer Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage

2 Berechnungsmethode

2.1 Elektrische Leistung aufgrund der Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage

Die Verringerung der Leistungsaufnahme der Hilfsanlagen aufgrund der PV- Stromerzeugungsanlage kann wie folgt berechnet werden:

2.1.1 f_eff x P_AEeff ist die gesamte elektrische Nettoleistung (kW), die von der PV- Stromerzeugungsanlage erzeugt wird.

2.1.2 Der effektive Koeffizient f_eff ist das Verhältnis der durchschnittlichen PV-Stromerzeugung auf den globalen Hauptschifffahrtswegen zu der vom Hersteller angegebenen nominalen PV-Stromerzeugung. Der effektive Koeffizient kann mit der folgenden Formel unter Verwendung der Sonneneinstrahlung und der Lufttemperatur auf den globalen Hauptschifffahrtswegen berechnet werden:

2.1.3 f_rad ist das Verhältnis der durchschnittlichen Sonneneinstrahlung auf den globalen Hauptschifffahrtswegen zu der vom Hersteller angegebenen nominalen Sonneneinstrahlung. Die höchste nominale Erzeugungsleistung P_max wird nach den Standard-Test-Bedingungen (STC) der IEC-Norm ⁶ gemessen. Die vom Hersteller angegebenen STC sind: die Luftmasse (LM) ist 1,5, die Temperatur des Moduls ist 25 °C und die Sonneneinstrahlung ist 1000 W/m². Die durchschnittliche Sonneneinstrahlung auf den globalen Hauptschifffahrtswegen ist 200 W/m². Deshalb wird f_rad mit folgender Formel berechnet:

2.1.4 L_temp ist der Korrekturfaktor, der normalerweise im Minusbereich liegt, und wird von der Temperatur der PV-Module abgeleitet und der Wert ist in Prozent ausgedrückt. Auf Grundlage der Durchschnittslufttemperatur auf den globalen Hauptschifffahrtswegen wird 40° als die Durchschnittstemperatur der Module erachtet. Deshalb wird L_temp vom Temperaturkoeffizienten f_temp (Prozent/K), der vom Hersteller angegeben ist (siehe IEC-Norm ⁶, wie folgt abgeleitet:

2.1.5 P_AEeff ist die erzeugte PV-Leistung geteilt durch den gewichteten Durchschnittswirkungsgrad des Generators bzw. der Generatoren unter der vom Hersteller angegebenen Bedingung und wird wie folgt ausgedrückt:

Dabei ist η_GEN der gewichtete Durchschnittswirkungsgrad des Generators bzw. der Generatoren.

2.1.6 P_max ist die höchste erzeugte nominale PV-Leistungserzeugung eines Moduls, ausgedrückt in Kilowatt, die auf Grundlage der IEC-Normen ⁶ angegeben wird.

2.1.7 L_others ist die Aufsummierung anderer Verluste, ist in Prozent angegeben und umfasst Verluste in einem Leistungsregler bei Kontakt durch elektrischen Widerstand usw. Auf Grundlage von Erfahrungen wird geschätzt, dass L_others 10 Prozent ist (Verlust im Leistungsregler: 5 Prozent und die Summe anderer Verluste: 5 Prozent). Beim Verlust des Leistungsreglers ist es jedoch sinnvoll den in den IEC-Normen ⁷ angegebenen Wert anzuwenden.

2.1.8 N ist die Anzahl Module, die in der PV-Stromerzeugungsanlage verwendet werden.

3 Überprüfungsverfahren

3.1 Allgemeines

Die Überprüfung des EEDI mit innovativen Energieeffizienztechnologien wird gemäß den EEDI-Besichtigungsrichtlinien durchgeführt. Dieser Abschnitt gibt zusätzliche Anforderungen bezüglich innovativer Technologien vor.

3.2 Vorüberprüfung in der Entwurfsphase

3.2.1 Zusätzlich zu Absatz 4.2.2 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien muss die vom Schiffseigner oder der Schiffswerft zu erstellende Technische EEDI-Akte Folgendes enthalten:

1. Übersicht und Skizzierung der PV-Stromerzeugungsanlage;
2. erzeugte Leistung der PV-Stromerzeugungsanlage; und
3. berechneter Wert des EEDI aufgrund der PV-Stromerzeugungsanlage.

3.2.2 Zusätzlich zu Absatz 4.2.7 der EEDI-Besichtigungsrichtlinien umfassen die Informationen, die der Prüfer zusätzlich von der Schiffswerft unmittelbar dazu anfordern kann, folgende:

1. das detaillierte Berechnungsverfahren der Verringerung der Leistungsaufnahme der Hilfsanlagen durch die PV-Stromerzeugungsanlage; und
2. das detaillierte Berechnungsverfahren der gesamten elektrischen Nettoleistung (f_eff x P_AEeff), das in Absatz 2 dieser Anleitung angegeben ist.

3.3 Endgültige Überprüfung des erreichten EEDI bei der Probefahrt

Die gesamte von der PV-Stromerzeugungsanlage erzeugte elektrische Nettoleistung muss auf der Grundlage der technischen EEDI-Akte bestätigt werden. Zusätzlich zu dieser Bestätigung muss vor der endgültigen Überprüfung bestätigt werden, dass die Konfiguration der PV-Stromerzeugungsanlage auf dem Schiff der angewendeten entspricht.

ENDE