Arbeiten auf hoher See... Diese sind immer gefährlich und erfordern Erfahrung und Vorsicht. Offshore-Arbeiten und oft auch Onshore-Arbeiten müssen bei jedem noch so schlechten Wetter durchgeführt werden.

In Küstennähe sind die Auswirkungen großer Wellen und Dünung weniger sichtbar, aber in der Mitte des Meeres ist dies ganz und gar nicht so. Die Amplitude kann variabel sein, auch wenn die Frequenz nicht so stark schwankt. Wenn die durch Wind erzeugten Wellen zur Dünung hinzukommen, wird das Wellenmuster ziemlich interessant.

Warum sollten wir uns mit Wellen beschäftigen, egal ob sie groß oder klein sind? Die Schiffe können doch damit umgehen, oder nicht?

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Nun, wenn das betreffende Schiff versucht, ein schweres Gerät vorsichtig auf den Meeresboden oder auf ein anderes Schiff zu legen, könnte dies problematisch und sehr kostspielig sein.

Wenn man nicht in der Lage ist, mit der Bewegung des Schiffes an der Wasseroberfläche umzugehen, können die Folgen enorm sein: Verlust von Menschenleben, hohe Umweltverschmutzung, Verlust von teurer Ausrüstung und Terminüberschreitung.

Kurz gesagt, die üblichen kleinen und großen Katastrophen.

Dieses Problem wird heute durch den Einsatz von hochentwickelten Winden und reaktionsschnellen elektrischen oder hydraulischen Geräten an Bord gelöst.

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Und damit sind wir in der Welt der Aktiven Seegangskompensation!

Hydraulikanlagen verwenden je nach Konstruktionslösung Hochdruckrohre, Schläuche und Hydraulikzylinder bzw. -motoren, die alle mit hochbelastbaren Hydraulikkupplungen verbunden sind. Hydraulik ist ein sehr gut funktionierendes System - sie ist reaktionsschnell, sehr leistungsfähig und kann jahrelang halten, aber nicht ohne einen sehr hohen Wartungsaufwand.

Auch sind Fehler an Hydrauliksystemen besonders schwierig zu beheben, angefangen von kleinen Leckagen bis hin zu Hochdruckschläuchen oder Rohrbrüchen. Die Fehlererkennungssysteme sind unzuverlässig und die Risiken sind hoch. Die Hydraulikflüssigkeit selbst ist ein problematischer Schadstoff.

Hydrauliksysteme sind zu einer sehr teuren Lösung für aktive Seegangskompensationsanlagen geworden, auch wenn sie eine bereits bestehende Lösung waren.

Elektrische Lösungen mit oder ohne Hydraulik werden immer mehr zur Norm.  

Zur Bewältigung der Leistungsspitzen, die zum Ausgleich der Schwingungsbewegung notwendig sind, werden üblicherweise Schwungräder und Batterien verwendet.  Schwungräder haben eine ausgezeichnete Ansprechzeit bei der Bereitstellung von Leistung und können elektrische Spitzenlasten bewältigen, haben aber auch Nachteile.

Sie sind wartungsintensiv, was durch den Einsatz von Magnetschwebelagern im Vakuum teilweise abgemildert wird.  Die Vakuumpumpen müssen jedoch regelmäßig gewartet werden.

Aus sicherheitstechnischer Sicht stehen Schwungräder ganz oben auf der Liste der Gefahren auf See. Das Rad oder der Rotor hat ein hohes Trägheitsmoment und erzeugt Kreiselbelastungen, die sehr hoch sein können. Einige dieser Räder können im Vakuum bis zu 40.000 U/min erreichen. Die Geschwindigkeit ist so hoch, dass die Radform oval werden kann. 

Wenn sich das Rad aus irgendeinem Grund lockert, kann seine gespeicherte Trägheitsenergie ernsthaften Schaden anrichten.

Auf dem Festland muss der Kreiseleffekt nicht berücksichtigt werden. Bei einem Fahrzeug in Bewegung, z. B. einem Kranschiff, müssen jedoch die von Schwungrädern induzierten Belastungen in die Beurteilung der Schiffsstabilität einbezogen werden.

Batterien wurden auch zur Versorgung von aktiven Seegangskompensationsanlagen verwendet. Aufgrund ihrer geringen Zyklenzahl pro Lebensdauer haben jedoch Batterien, auch wenn sie sehr überdimensioniert sind, eine relativ kurze Lebensdauer. 

Bei Anwendungen der aktiven Seegangskompensation übersteigt die Batterielebensdauer selten einige Monate.

Die Größe der Batteriepacks wird aufgrund der für die Durchführung der Kompensationsfunktion erforderlichen Leistungsdichte unüberschaubar.

Das aktive Seegangskompensationssystem der Zukunft muss Ultrakondensatoren beinhalten - aber warum?

Weil Ultrakondensatoren abgesehen von einigen wenigen regelmäßigen Überprüfungen nahezu wartungsfrei sind und mindestens einer Million Zyklen standhalten, was eine Lebensdauer von mehr als 10 Jahren für das Stromversorgungssystem garantiert. Ihr schnelles Ansprechverhalten, ihre hohe Leistungsdichte und ihr niedriger Innenwiderstand stellen sicher, dass sie die für das Kompensationssystem erforderliche Leistung bei minimaler Wärmeentwicklung und Verlustleistung bereitstellen.

Die Kosten für die Implementierung von Ultrakondensatoren sind ebenfalls geringer sein als für die Implementierung von Batterien oder Schwungrädern, da die Packungsgröße viel kleiner ist und keine gyroskopischen Belastungen auftreten.

Ultrakondensatormodule wären eine einmal eingerichtete Lösung, um die man sich nicht weiter zu kümmern braucht.