Cursus GES Ontwerpsysteem in het Maritiem Onderwijs

Cursus GES

Ontwerpsysteem in het Maritiem Onderwijs

TNO Bouw Centre for Mechanical and Maritime Structures (CMC)

Leo de Vries, M.Sc. Hans van Vugt, M.Sc. Hr. Ms. Rotterdam

[email protected]

Stichting Vaderlandsch Fonds - Amsterdam, 26 Okt. 2004

1

Royal Netherlands Navy Directorate Material

Inhoud • • • •

Introductie GES Motivatie Cursusontwikkeling Realisatie Evaluatie

Hr. Ms. Rotterdam

Royal Netherlands Navy Directorate Material


2

Introductie GES Geïntegreerde Energie Systemen (GES) simulatie technologie Ontwikkeld door TNO primair voor de Koninklijke Marine Benadering: •

Focus: Totale systeemperformance van schepen

•

Concept variaties en globale beoordeling

•

Technisch & Economische resultaten

•

Component specificaties, Rule-based, First-principle en Dynamische simulaties


3

Introductie GES Ontwerp filosofie

Total Performance Assessment Design assessment

Operational assessment

System Design

Performance simulations

Product information

Integrated System Analysis Stichting Vaderlandsch Fonds - Amsterdam, 26 Okt. 2004

4

Introductie GES Voorbeelden

• Operationele profiel analyse (Kraanschip) • First-principle concept analyse (pomp model, Baggerschip) • Voltage design Guide


5

Introductie GES

Operationele profiel analyse - Thialf 1.1.System Systemdesign design 2.2.Operational Operationalprofile profile

Voorbeeld: Semi submersible construction vessel (SSCV) Thialf

3.3.Performance Performanceanalysis analysis


6

Introductie GES

Operationele profiel analyse - Thialf 1.1.System Systemdesign design 2.2.Operational Operationalprofile profile 3.3.Performance Performanceanalysis analysis

• 6 MaK diesel generator sets (4600 kW, 4160 V) • 6 thrusters (Ka 4-70-19A) 4 used in transit, 6 used in dynamic positioning (DP) operation • use of one or two tugs during transit • thrusters are driven by asynchronous motor (3300 V) • speed asynchr. motor regulated by converter (1745 V) • load of two deck cranes (5200 kW each) • house load of 4000 kW, permanent


7

Introductie GES



8

Introductie GES


• transit 2.0 knots with 10 ton tug • transit 4.0 knots (nice wheater) • transit 4.0 knots with 10 ton tug • transit 6.0 knots (nice wheater) • transit 6.0 knots with 10 ton tug • transit 7.0 knots (nice wheater) • transit 2.0 knots (nice wheater) • transit 7.0 knots with 10 ton tug

(nice wheater) (nice wheater) (nice wheater) (nice wheater)

• transit 2.0 knots (bad wheater) • transit 4.0 knots (bad wheater) • transit 5.0 knots (bad wheater) • houseload no thrust • houseload with one crane operational • houseload with two cranes operational Stichting Vaderlandsch Fonds - Amsterdam, 26 Okt. 2004

9

Introductie GES

Operationele profiel analyse – Thialf 1.1.System Systemdesign design 2.2.Operational Operationalprofile profile 3.3.Performance Performanceanalysis analysis


10

Introductie GES


Systeem efficiency

Brandstof verbruik


11

Introductie GES

First-principle concept analyse – Lange Wapper Voorbeeld: Trailing Suction Hopper Dredger with dredging pump model


12

Introductie GES

First-principle concept analyse – Lange Wapper


13

Introductie GES



14

Introductie GES


Power balance during the operational profile (dredging cycle)

Production graph, including system limits


15

Motivatie Cursusontwikkeling Trend rondom GES

Trend maritieme sector: • Verdergaande systeemintegratie • Operationele performance als ontwerpparameter • Innovatie en bijzondere schepen is niche markt voor Nederland • Toename sub-contracting aan toeleveranciers Kennisbehoefte: • Karakteristieken van schip gekoppeld aan gebruik • Fundamentele kennis en begrip van de boordsystemen en de gehele installatie • Betrekken van systeeminnovaties (Elektrificatie en brandstofcellen) • Beantwoorden vraagstukken op gebied van betrouwbaarheid, emissies en veiligheid


16

Motivatie Cursusontwikkeling Positie GES

Ontwikkeling –Toepassing – Markt stroom Universiteiten TNO Technology push

Fundamentele kennisontwikkeling

Markt

Toegepaste kennisontwikkeling

Kennistoepassing

Kennisexploitatie

Market pull Inzet GES Stichting Vaderlandsch Fonds - Amsterdam, 26 Okt. 2004

17

Motivatie Cursusontwikkeling Projectvoorstel aan Stichting Vaderlandsch Fonds

Primair • Introductie van GES ontwerpsysteem bij maritieme opleidingen mogelijk maken • Door het ontwikkelen van cursusmateriaal Secundair • Inspelen op recente ontwikkelingen en markttrends • Beschikbaar maken van simulatie technologie voor energiesystemen • Overdracht van kennis op het gebied van ontwerpen • Versterken Nederlandse kennispositie • Stimuleren conceptinnovatie en verbetering operationele performance Stichting Vaderlandsch Fonds - Amsterdam, 26 Okt. 2004

18

Motivatie Cursusontwikkeling Opleiden Maritieme sector

• Kennis van de maritiem werktuigkundige installaties betrekken in het systeemgedrag • Ontwerpen en simuleren van systeemcomponenten • Onderzoek van dynamische modellen • Kennis van de integrale systeemperformance • Het begrijpen van mechanismen en kunnen interpreteren van simulatie resultaten • Inzicht in innovatieve concepten kunnen verwerven


19

Realisatie Cursusmateriaal: • Cursusdocumentatie (theorie) • Ondersteund materiaal (practicum) • Studentenversie GES Doelgroep cursusmateriaal: • TU Delft • Inholland • Hogeschool van Amsterdam • Holland Marine Equipement


20

Evaluatie • Het Cursusmateriaal binnen de projectscope is volledig gerealiseerd (inclusief modellenbibliotheek) • Cursusmateriaal sluit aan bij huidige collegemateriaal • Aanvulling van de cursus met dynamische simulaties is wenselijk Gebruik van het cursusmateriaal • Basiskennis van werktuigkundige en maritieme systemen noodzakelijk • Wiskundige vaardigheden en abstract inzicht zijn belangrijke eisen bij simulatie-onderzoek • Samenwerking met verschillende specialisten en het beschikbaar komen van informatie (reders en toeleveranciers) zal GES simulaties ten goede komen Stichting Vaderlandsch Fonds - Amsterdam, 26 Okt. 2004

21

Evaluatie Dankzij Stichting Vaderlandsch Fonds zijn wij nu in staat opleiding van de maritieme sector met onze GES technologie te realiseren Hartelijk dank!

Lange Wapper

Hopper dredger


22

Cursus GES Ontwerpsysteem in het Maritiem Onderwijs

Recommend Documents