电源单元、电源组件以及设有电源单元或电源组件的水运工具

摘要

本发明涉及可运输且紧凑的电源单元(100)，用于为水运工具尤其是水运工具的电力供给系统供给电能，尤其布置在水运工具上，收容在一个运输集装箱或者能连接在一起的多个运输集装箱中，其中所述一个运输集装箱或者多个运输集装箱能够作为单个相干单元运输：至少一个内燃机(1031)，其能够靠气体运转，尤其是天然气；至少一个发电机(1032)，其产生电力，能够由至少一个内燃机来驱动；用于至少一个内燃机的至少一个控制装置和/或用于至少一个发电机的至少一个控制装置；用于至少一个内燃机的至少一个燃料处理装置和/或用于至少一个内燃机的至少一个排气清洁装置(109)；以及至少一个燃料储存装置(112)，其中燃料储存装置的燃料是气体，尤其是天然气，其优选地作为液化气存在，尤其优选地作为LNG存在。

说明书

技术领域

本发明涉及可运输的、紧凑的电源单元、电源组件以及设有电源单元和/或设有电源组件的水运工具。

背景技术

根据公开DE102008031698A1，漂浮式港口内电源，所谓的“动力游艇”，是已知技术。根据该公开文献中的公开内容，能量供应部件或者其它供应或一次性装备能够以模块化的方式一起组装在游艇或驳船上，使得游艇能够根据期望的目的来配置。部件或模块优选地设计为运输集装箱。任务是防止由于船停泊在港口内而形成烟灰和二氧化碳，尤其是海运船，因为海运船不是利用机载船机械装置来产生其自身的能量，而是通过环境友好的方式从“动力游艇”被供给动力，为此目的，海运船使用LNG作为燃料。所描述的港口内电源的各个部件以任何期望的变化形式组合且装载到驳船上。以这种方式装备的驳船能够用于各自供给和处置任务。在这种“动力游艇”的情况下不利的是需要为驳船提供单独的停泊点以及需要提供驳船与所供给的船之间的缆线连接。

在公开DE10336792A1中，提供了已知能量产生装置，其中发电机以及驱动发电机的燃气轮机容纳在标准的集装箱中。另外的标准集装箱收容供给空气与排气装备、冷却装备、电力与控制装备、燃料模块和燃料罐。集装箱能够单独地运输，并且连结在一起用于操作能量产生装备。优选地提供轻燃料油用于燃气轮机的运行。该能量产生装备用于近岸平台和船上的能量供给的目的，尤其是冷藏集装箱船上的能量供给的目的。在该文献的呈现中没有提及或提供尤其低污染运行。而且，看起来所描述的能量产生装备的组装和拆卸过于复杂而不便于频繁从一个位置或操作地点移动到另一位置或操作地点，而且处于其组装后使用就绪状态的能量产生装备具有不便的、笨重的构造，这使得其部署困难且不灵活。

公开US7122913B2描述了一种模块化电源，其部件以可运输的方式容纳在标准的集装箱中。集装箱收容有通过燃料来运转的发动机、发电机、电控系统和缆线鼓。燃料罐单独安置。提供电源以用于减少空气污染，接管停泊在港口或船坞的船的能量供给。为此目的，描述了在陆地，例如在船坞或码头上安装电源，并且能够借助于吊车、叉车或载重汽车来移动和运输电源。此处，该需要接着一方面为电源提供单独的安装地点，另一方面为燃料罐提供单独的安装地点，以及在电源与待供给的船之间的缆线连接。

在公开US3602730中，描述了一种可运输电源，其安装在货物集装箱中，用于为集装箱船上载有的例如冷藏集装箱的多个其它货物集装箱提供电能。这样，用于海上航行的电源连同待被供给的冷藏集装箱一起可以装到甲板上或者甲板下面。总之，各个集装箱中的电源包含至少一个柴油发动机与至少一个柴油发动机耦合的至少一个发电机以及至少一个一体式燃料罐，并且每个集装箱中的电源被设置成在海上航行期间为冷藏集装箱供给能量，而不连接到集装箱船的机载电力供给系统。通过这种方式，与通过将所述冷藏集装箱连接到集装箱船的机载电力供给系统所可能实现的相比，能够实现对冷藏集装箱进行更加高效的动力供给。一体式燃料罐被定尺寸使得燃料供给足以用于海上航行。在如所述的电源的情况下，用于作为港口内电源运转的重新加燃料过程过于麻烦。而且，柴油燃料不再能满足在港口内运转的更加严格的环境要求。

公开WO2010019158A1显示出一种能量产生模块，其容纳在ISO集装箱中并且安置在铁路车皮底盘上；该模块包括发动机、发电机、燃料罐以及电力接口连接。此处，由于能量产生模块的重量大，装载到铁路车皮上是优选的。燃料能够从外部连接的油槽车来供给。

发明概述

本发明的任务是创建电源单元，这种电源能够能够更容易、更快速且更灵活地处置，并且因此提供了更大的操作方便性，尤其当部署在船上时，船尤其是集装箱船。

所述任务是通过可运输且紧凑的电源单元来解决的，电源单元用于为水运工具尤其是水运工具的机载电力供给系统供给电能，尤其布置在水运工具所，收容在一个运输集装箱或能够连接在一起的多个运输集装箱中，其中一个运输集装箱或者多个运输集装箱能够作为单个相干单元来运输：

-至少一个内燃机(103)，其能够靠气体尤其是天然气来运转，

-用于产生电力的至少一个发电机(103)，能够由至少一个内燃机(103)来驱动，

-用于至少一个内燃机(103)的至少一个控制装置、和/或用于至少一个发电机(103)的至少一个控制装置，

-用于至少一个内燃机(103)的至少一个燃料处理装置、和/或用于至少一个内燃机(103)的至少一个排气清洁装置(109；209)，以及

-至少一个燃料储存装置(112)，其中燃料储存装置(112)中的燃料是气体，尤其是天然气，气体优选地作为液化气存在，尤其优选地作为LNG存在。

通过本发明，如此创建了一种电源单元，该电源单元设计成用于为水运工具尤其是水运工具的机载电力供给系统供给电能。此外，电源单元能够优选地直接布置，即安装在待被供给电能的水运工具上。如果水运工具外的另外的负载也要被供给来自电源单元的电能，则有益的是电源单元安装在主要被供给能量，即至少被供给由电源单元输送的能量的主要部分的水运工具上。这样，避免了所述水运工具外的复杂连接。优选地，单个水运工具专门被供给电力，也如下文要描述的。原则上，电源单元设计成用于供给水运工具外的消费负载的额外目的。

在本发明的背景下，一般地，水运工具应理解成定位在水上或者设置也即设计成停驻在水上或水中，优选地漂浮而且固定地定位的任何单元或设施，例如船，还可以是近岸平台，以及其它实施例；尤其指定为海运船，尤其优选地是海运集装箱船，或集装箱船，其中已经提到的实施例在任何情形下都不应理解为穷尽的。

在本背景下，原则上任何适合于承载电源单元的部件的负载承载结构落在术语“运输集装箱”内。这些可以优选地为集装箱或货物集装箱，或者集装箱或货物集装箱形式的负载承载结构，这些尤其部署在集装箱船运中。运输集装箱能够为封闭式集装箱或其它形式的集装箱。然而，术语“运输集装箱”还包括开放式的、或部分开放式的负载承载结构，诸如例如不具有包层或仅部分包层的负载承载框架。而且，在多个运输集装箱的情况下，不同构造或相同构造的运输集装箱能够彼此组合。在当前背景下，尤其有益的运输集装箱是拿下通常部署用于在集装箱船上运输货物的集装箱，或者是至少具有通常部署在集装箱船尤其是标准化集装箱(诸如ISO集装箱)上的集装箱的尺寸或者至少一些尺寸的集装箱。在当前背景下，术语“标准化运输集装箱”应理解为具有标准化集装箱的尺寸尤其是用于集装箱船运的集装箱的尺寸的负载承载结构。关于底部表面、高度或两者的组合，尺寸能够与那些标准化集装箱的那些尺寸对应。

此外，电源单元的上述单个的部件布置在一个运输集装箱内，或者布置在彼此连接的多个运输集装箱内。一个运输集装箱或者多个尤其是彼此不可拆卸地连接的运输集装箱，如此设计而使得他们能够作为单个相干单元来运输。多个运输集装箱能够至少在运输期间彼此连接，使得作为单个单元它们能够作为整体来被运输。多个运输集装箱优选地在操作期间也彼此连接，尤其优选地永久性彼此连接。运输集装箱和/或多个运输集装箱优选地设计成使得它们能够由标准化的提升装备来运输，尤其是用于集装箱港口的标准化的提升装备，诸如集装箱桥和/或大型载架。

尤其是，一个运输集装箱或者彼此连接的多个运输集装箱形成了单个单元，作为整体该单个单元可以运输到水运工具上，或者运输到另一目的地，安置在那里并且运转，在结束运转之后再次作为整体从水运工具移除且安置在例如港口码头上，直到下一次进行部署。由于部件布置在一个运输集装箱或者彼此连接的多个运输集装箱内，电源单元以紧凑的方式进行设计。整个电源单元优选地专门布置在该运输集装箱或彼此连接的多个运输集装箱内。

在电源单元中，能够靠气体运转的任何类型的发动机，例如燃气轮机或类似物，能够用作内燃机。内燃机可以优选地专门靠气体来运转。然而，原则上，如下实施方案是可能的：内燃机装备用于双燃料运转，内燃机能够靠气体来运转，另外靠另一种燃料来运转，另一种燃料尤其是柴油。特别地，内燃机能够靠天然气来运转。此外，内燃机能够优选地靠液化气来运转，尤其优选地靠LNG(所谓的“液化天然气”)来运转。因此，优选地部署低排放燃料。

电源单元优选地设计为组合式热电单元(缩写为BHKW)，由于此能够实现用于电源单元的极具经济性的燃料消耗与高的总效率，因为除了所产生的电能之外，另外来自内燃机的排热也能够作为热能输送给所产生的电能的消费负载，或者输送到另一消费负载。

因此，本发明使能实现简单的且具有成本效益的运转，以及电源单元的处置和运输的简化、加速和灵活性，因此提供了更大的操作方便性，尤其当部署在水运工具上时，优选地部署在船上，尤其优选地部署在集装箱船上。

电源单元的其它可能的部件是例如冷却装置，尤其用于为内燃机产生冷却回路，有益地包括：风扇；控制柜，其中尤其布置有内燃机的控制装置和/或发电机的控制装置；用于调节频率、安培数和/或电压的器具、用于将燃烧空气供给内燃机、灭火装备、电池，尤其用于所产生的电力的中间储存的供气系统；排气系统；和/或用于储存电缆的器具，尤其是电缆鼓。排气清洁装置能够有益地包括噪声衰减器。电缆鼓可以包括多个尤其是两个电缆。

在从属权利要求中确定本发明的进一步的有益构造。

在实施方案的优选形式中，电源单元包括形成固定单元的第一结构单元(101；201)，以及形成另一固定单元的至少一个第二结构单元(111)，其中第一结构单元(100；201)总体来说尤其收容有

-至少一个内燃机(103)，

-用于产生电力的至少一个发电机(103)，其能够由至少一个内燃机(103)来驱动，

-用于至少一个内燃机(103)的至少一个控制装置、和/或用于至少一个发电机(103)的至少一个控制装置，以及

-用于至少一个内燃机(103)的至少一个燃料处理装置、和/或用于至少一个内燃机(103)的至少一个排气清洁装置(109；209)，

并且其中所述第二结构单元(111)收容有

-至少一个燃料储存装置(112)。

在本背景下，形成固定单元的结构单元(在运行时既用于运输又用于处置)代表了不可拆卸连接的单元，其作为整体尤其运输到水运工具上，安置在那里，并且运转，在结束运行之后，也作为整体再次从水运工具来移除，并且安置在例如港口码头上，直到下一次部署。为了以降低的价格来获得简化的设计和标准化的构造，例如，这种结构单元还可以包括永久性连接的一组集装箱，尤其是运输集装箱，其中术语“永久性”在此是指该组集装箱总是保持连接以用于运转、运输和处置。因此，在此处所使用的词语的含义上，结构单元是不能进一步以模块化方式分解以便运转、运输和处置的结构，如下文进一步解释说明，而是总是形成单个固定的、不变的单元用于运转、运输和处置。然而，这不排除在所提及的一组集装箱中的集装箱的连接原则上能够实施成使得它们能够拆除的可能性。因此，两个或多个集装箱能够焊接在一起而形成所提到的组，而且可以是例如通过螺栓接在一起，但是，在电源单元的预期的运转和运输或处置中不提供这种螺纹接头的拆卸，而是预期至多进行维护和维修的目的。

根据实施方案的优选形式，提供了两个结构单元，用于形成电源单元，并且为此目的，需要不多于这两个的结构单元。结果，显著地简化了电源单元的运转、运输和处置。在优选的变型例中，第一结构单元和第二结构单元构造为使得在运转中和/或为了运输和处置，这些结构单元能够彼此拆开，并且能够彼此对接。

在一个变型例中，除了第一结构单元之外，例如还可以提供两个或更多个第二结构单元，其中每个第二结构单元具有燃料储存装置。在该变型例中，在电源单元运转期间，例如仅可以更换两个结构单元中的一个结构单元，例如为了用新填充的燃料储存单元来替代空的燃料储存单元，而电源单元继续借助另一第二结构单元中的燃料储存单元来运转。然而，还有益的是，仅提供一个第一结构单元和一个第二结构单元，即，没有其它额外的结构单元。

第一结构单元和至少一个第二结构单元一起布置在一个运输集装箱中或者布置在彼此连接的多个运输集装箱中。

在本发明的背景下，术语“对接”表明在两个结构单元之间建立机械以及功能上的连接。在该意义上对接在一起的结构单元在可预见的时间段内，尤其是在电源单元的运转将要进行的时间段内以机械稳健的方式彼此耦合或连接。而且，通过对接过程，能够有益地实现可操作连接，例如尤其是电、液压、气动或其它形式的接口连接、人员通道以及类似连接。特别地，对接过程优选地还包括在第一结构单元中的至少一个内燃机与第二结构单元中的至少一个燃料储存装置之间建立连接，用于为至少一个内燃机供给来自至少一个燃料储存装置的燃料的目的。

此处，尤其有益的是，如果燃料储存装置空了，包括燃料储存装置的第二结构单元能够易于从第一结构单元上拆除。类似地，通过简单的方式，具有满的燃料储存装置的另一第二结构单元能够再一次对接到第一结构单元上。在这点上，尤其排他地通过用燃料储存装置来更换第二结构单元，在发电期间的燃料供给会发生。然而，可选地，燃料储存装置还能够从外部的罐重新填充，例如，安装到货车上。这在第一结构单元和第二结构单元以固定且非可拆卸的方式相互连接的实施方案的情况下尤其有用。

电源单元的一些或全部的其它可能的部件，特别是冷却装置、控制柜、用于调节频率、安培数和/或电压的器具、供气系统、灭火装备、电池、排气系统和/或用于储存电导体的器具，有益地布置在第一结构单元中。第二结构单元优选地排他地包括至少一个燃料储存装置，不包括电源单元的其它额外部件。

根据电源单元的优选发展，结构单元单独地构造在具有预定的格栅装载尺寸的标准化运输集装箱中，而且如果需要，当两个结构单元对接在一起时，可以配置为具有预定的格栅装载尺寸的标准化运输集装箱中。

此处，术语“格栅装载尺寸”指示均匀的格栅尺寸，其中标准化的运输集装箱被装载到运输工具上，此处为水运工具，尤其是船，并且与其兼容的标准化接收设施设置在该运输工具上，诸如例如安装固定件、轴、用于仅特定尺寸(例如，特定的底部表面积、或特定的高度，如果需要与特定的底部表面积相结合)的运输集装箱的装载的平台。该格栅装载尺寸代表了，在适当的情况下，来自其中所提到的标准化运输集装箱原则上可用的多个格栅尺寸的有限的选择。

然后，电源单元的结构单元能够将同一格栅尺寸的其它运输集装箱一起储存，或者至少安置于彼此之上，能够装配到标准化接收设施上，例如安装固定件、轴、用于装载运输集装箱的平台，即在运输工具上的集装箱安装固定件中，此处的运输工具为水运工具，尤其是在船上，根据需要，可以将电源单元的结构单元安置在那里的任意点处或者可以如为向水运工具即运输工具的水运工具供给能量或者为装载任务和/或卸载任务所期望或所需要的那样简单地、快速地、且安全地移动。

此处，根据电源单元的另一构造，ISO运输集装箱的格栅装载尺寸尤其优选地选为预定的格栅装载尺寸。

根据该构造，第一结构单元和第二结构单元因此单独地以及在需要时两者对接在一起有益地构造成ISO运输集装箱的预定的格栅装载尺寸。由于这种运输集装箱以及与这些集装箱匹配的用于运输或处置的工具的广泛分布，以这种方式配置的电源单元能够灵活地且普遍地部署。

在电源单元的实施方案的另一优选形式中，第一结构单元包括第一隔室，该第一隔室具有尤其标准化的运输集装箱的构造，该运输集装箱具有与第一格栅装载尺寸对于的长度尺寸，在第一隔室中至少布置有至少一个内燃机以及用于产生电力的至少一个发电机，该发电机能够由至少一个内燃机来驱动。所述第一隔室优选地直接由这种标准化的运输集装箱来形成，尤其优选地由ISO运输集装箱来形成，由此，接着实现了简单、快速、经过验证且具有成本效益的制造。而且，通过这种方式，确保了良好的装载性以及在运输和操作时的灵活处置。

根据电源单元的一个优选的发展，其中布置有至少一个燃料储存装置的第二结构单元具有标准化的运输集装箱的构造，该标准化的运输集装箱具有与第二格栅装载尺寸对应的长度尺寸。这样，确保第二结构单元本身，也即与第一结构单元分离地，也能够被简单地、快速地、灵活地以及安全地处置、运输和装载；而且通过为标准化运输集装箱所采用和测试的生产方法来制造第二单元变得简单、快速且具有成本效益，可能尤其是因为，特别有益地，第二结构单元直接由这种标准化的运输集装箱尤其优选地由ISO运输集装箱来形成。

根据电源单元的另一优选的构造，第一结构单元包括第二隔室，该第二隔室具有标准化的运输集装箱的构造，该标准化的运输集装箱具有与第三格栅尺寸对应的长度尺寸，并且第二隔室中至少布置有至少一个燃料处理装置、和/或用于至少一个内燃机的至少一个排气清洁装置、和/或用于冷却内燃机的冷却装置、和/或用于电导体的储存器具，尤其是电缆鼓。

第一结构单元的第一隔室和第二隔室因此优选地按照上述方式永久地连接，即，形成固定单元，也即，它们不能以模块化方式进一步拆解用于运输、处置和运转，并且因此总是一起运输、处置和运转。第三格栅尺寸可以但无需为符合上述给出的术语的定义的第三格栅装载尺寸，由此以多种格栅尺寸为生产和批准标准化运输集装箱；然而，在这些全部的格栅尺寸中，仅有限的选择用作其中运输集装箱装载到运输工具上的格栅装载尺寸。这确保了在生产所引用的优点也用于第一结构单元的第二隔室；第二隔室可以例如首先单独地生产为标准化的运输集装箱，并且随后可以在第一结构单元的制造中与第一隔室永久性地连接而且，在第二隔室生产的背景下，还优选地是与至少一个燃料处理装置同时配备第二隔室，和/或与用于至少一个内燃机的至少一个排气清洁装置同时配备第二隔室，并且首先仅至少在很大程度上预先组装好的隔室接合在一起，这样使得生产进一步简化。

在电源单元的实施方案的另一优选形式中，第二隔室布置在第一隔室的上方。特别地，第二隔室位于第一隔室顶部上。通过在各个隔室中布置的电源单元的各部件的常规的尺寸和重量，获得了有利的重心以及第一结构单元的机械稳定且牢固的实施方案。

根据电源单元的优选发展，第二结构单元可以与第一结构单元的第二隔室并排布置，第二格栅装载尺寸和第三格栅尺寸之和小于或等于第一格栅装载尺寸。这样，在第二结构单元对接到第一结构单元上之后，第二结构单元和第一结构单元的第二隔室的总长度至多且优选地确切地与第一结构单元的第一隔室的长度相同。因此，通过对接过程，获得了一个闭合的、紧凑的总体度量，这样确保了电源单元的简单且灵活的处置。如果第二结构单元不可拆卸且不可对接，而是设计成与第一单元永久性连接，则继而有相同的优点。

根据标准化运输集装箱的部件的上述构造，有益地获得了独立式电源单元，其中至少一个内燃机，优选地一个发动机，连同用于发电的至少一个发电机一起，被容纳在充当基础单元的第一集装箱中，该基础单元形成第一结构单元的第一隔室，并且在优选的实施例中是符合ISO标准的40英尺的集装箱。在布置于符合ISO标准的第一优选的20英寸集装箱上的第二集装箱中，第二集装箱牢固地与第一集装箱连接并且形成第一结构单元的第二隔室，所谓的“气体处理单元”(GPU)作为至少一个燃料处理装置和/或用于至少一个内燃机的至少一个排气清洁装置的优选实施例而安装。第一集装箱上的剩余空间则预期用于第三集装箱，第三集装箱布置在那使其能够被替换，形成第二结构单元，并且收容用于燃料的罐。在该实施方案中，带有燃料罐的第二结构单元非对称地布置在第一结构单元上。GPU优选地包括蒸发装置。

该实施方案尤其很好地使得整体式动力单元或者同样单个单元能够配置为使它们能够由吊车来提升且借助诸如集装箱桥、大型载架或类似物的标准装备来移动，并且为了在例如船的水运工具上运转的目的，优选地集装箱船能够安置在存在于那里的集装箱安装固定件中。

根据电源单元的实施方案的另一形式，第一结构单元包括第二隔室，第二隔室划分成两个或更多个子隔室，其中每个子隔室本身具有优选标准化运输集装箱的构造，这些运输集装箱具有对应于第四、第五等格栅尺寸的长度尺寸，并且其中在至少一个子隔室中，优选地至少布置有至少一个燃料处理装置、和/或用于至少一个内燃机的至少一个排气清洁装置、和/或用于冷却内燃机的冷却装置、和/或用于电导体的储存器具，尤其是电缆鼓。

在为了每个子隔室的特性和优点而划分成第二隔室的两个部分的该划分中，关于单部分第二隔室所做的陈述适用。此处，第四格栅尺寸和/或第五格栅尺寸或者根据需要的另一格栅尺寸也可以是格栅装载尺寸，即第四或第五隔室装载尺寸，但是这不是必须的。

根据电源单元的优选发展，第一结构单元的第一隔室和第二隔室的子隔室彼此连接，形成固定单元，在单部分第二隔室的情况下也是如此进行。此外，第二隔室的子隔室有益地布置在第一隔室的上方，从而此处继而也获得高的机械强度以及有利的重心。第二结构单元可以尤其优选地布置在第一结构单元的第二隔室的子隔室之间，并且第二、第四和第五格栅装载尺寸之和小于或等于第一格栅装载尺寸。

在该实施方案中，第二结构单元有益地布置有至少一个燃料储存装置，即，燃料罐，主要是，也就是说至少近似居中地、也即对称地位于第一结构单元的第一隔室以及整个电源单元的第一隔室上，在各自情况下在两侧由第一结构单元的第二隔室的至少一个子隔室相接。在实施方案的可选的优选形式中，第二结构单元偏心地布置在第一结构单元的第一隔室上，由于此在第二结构单元的一侧的一个或多个子隔室比在第二结构单元的另一侧的一个或多个子隔室窄。通过这种方式，电源单元的各个部件可以例如相对于彼此布置，使得将部件彼此连接的导体能够尽可能短，使得这些部件的空间需求尽可能小。在该背景下，尤其有益的是布置连接装置意识燃料储存装置与燃料处理装置并排或者位于燃料处理装置上方或下方。

此外，在实施方案的两种可选形式的情况下，尤其有益的是第一结构单元自身而没有第二结构单元与其对接，可以简单地、普遍地且牢固地与其它标准运输集装箱叠置，尤其是与具有匹配的格栅装载尺寸的运输集装箱叠置。例如，第一结构单元的第二隔室的两个子隔室在个情况下设计成比20英尺集装箱小，尤其是设计为近似10英尺的集装箱，即第四和第五格栅尺寸各自相当于不足20英尺，尤其是各自相当于不足10英尺，第一结构单元的第一隔室同样形成为符合ISO标准的40英尺集装箱。两个较小(尤其是10英尺)集装箱布置在40英尺集装箱上，在各情况下与40英尺集装箱的端部之一平齐，使得在它们之间留有20英尺集装箱形式的第二结构单元的空间。独立于20英尺集装箱形式的第二结构单元的存在，另外的40英尺集装箱可以按照如负载所调节的可容许叠置高度的限度内的任何方式安置在第一结构单元上；而且可能的是例如另外的40英尺集装箱以及在其上面安置例如两个20英尺集装箱或其它组合。上述集装箱是在本发明背景下的运输集装箱，即，它们是负载承载结构，具有所提到的尺寸。对于具有下面引述的尺寸规定的集装箱，同样适用。

根据电源单元的实施方案的另一形式，连接装置尤其是可以插入和/或设计成耦合器形式的连接装置，设置成用于将来自第二结构单元的至少一个燃料储存装置的燃料传送到第一结构单元，其中可插式连接居住证设计用于燃料传送的连接的至少半自动建立，尤其当第二结构单元对接到第一结构单元上时。有关的连接优选地设计成灵活软管耦合器的形式。这种连接能够在对接过程中全自动地形成，但是也可以在(部分)手动操作期间通过操作人员来实现。可选地或者另外地，为了建立第一结构单元与第二结构单元之间的对接，电源单元可以包括耦合装置，尤其是干式耦合器。耦合装置还可以包括阀门。

根据电源单元的另一形式的实施方案，燃料可以唯一地从燃料储存装置供给到至少一个内燃机。此处，第二结构单元优选地唯一地充当燃料源；在该形式的实施方案中，电源单元的运转不需要另外的燃料源，而且具体地不使用另外的燃料源。通过这种方式，在如此实施的电源单元的隔离操作的情况下，不需要另外的电缆连接来将燃料供给到在水运工具之内或者之外的电源单元。这也简化了电源单元的操作。

电源单元的另一实施方案有益地特征在于电连接部件，其尤其布置在第一结构单元中，用于将电源单元与待供给的水运工具的至少一个机载电力供给系统连接，形成在电源单元中产生的电能的消费负载。所述电连接部件优选地由电缆鼓形成，电缆鼓具有布置在第一结构单元的第一隔室中的连接电缆。特别地，为实现尽可能短的电力电缆，电缆鼓布置在用于产生电力的至少一个发电机附近。在电源单元汇总沿着所述连接部件承载显著提高了电源单元的部署简易性，因为在待供给的水运工具上无需储存和准备单独的对应导体。

待供给的水运工具的机载电力供给系统有益地最主要、优选地排他地形成了消费负载，这使得可以将水运工具的能量供给与诸如尤其是由机载船机械装置驱动的发电机的机载发电装置解耦，使得水运工具的机械装置可以完全不再运转。作为任选，例如在诸如例如冷藏集装箱的水运工具的货物中的另外的消费负载可以连接到电源单元。这些额外的消费负载优选地布置在也布置有电源单元的同一水运工具之内。尤其优选地，电源单元因此装备成在港口停留期间为船的至少一个机载电力供给系统供电。由于电源单元优选地完全承担在港口内停留期间对于尤其在港口内的水运工具的机载电力供给系统的供给，所以独立于水运工具上的机械装置的特定情形能量供给可以非常容易地在仅由电源单元确定的环境标准下尤其是就排气而言进行维护。因此，电源单元可以优选地部署为港口内船用电源，尤其是海运船，尤其优选地用于集装箱船，其中所述电源单元优选地仅在船在港口内停留期间供应(集装箱)船的机载电力供给系统，并且仅通过辅助的方式是也在此期间内提供给其它额外的消费负载的任何供给。然而，原则上在(海上)航行期间内电源单元还可以承载于水运工具内，并且机载电力供给系统、和/或水运工具内的其它消费负载也被供给动力。

在电源单元的尤其优选的设计中，40英尺集装箱设为基础单元，其中设有一个发电机、或多个发电机、一个发动机或者多个发动机，优选地还有必要的接口连接。此处，还优选地容纳有鼓，该鼓带有连到(集装箱)船的机载电力供给系统的连接电缆。

两个彼此靠近定位的20英尺的集装箱设置在40英尺集装箱之上，其中在这些可互换布置的20英尺集装箱中的一个中，设有燃料罐，优选地为用于LNG的气体罐，而在另一个集装箱中，所谓的“气体处理单元”与40英尺集装箱牢固地连接。在变型例中，带有所谓的“气体处理单元”的两个较小的标准集装箱设在靠近收容燃料罐的20英尺集装箱的任一侧，使得带有燃料罐的20英尺集装箱居中地布置在较小的标准集装箱之间。

在电源单元的另一尤其优选的设计中，集装箱尤其是40英尺集装箱设置为基础单元，其中设有一个发电机或多个发电机、内燃机即一个或多个发动机，优选地还有必要的接口连接。此处，还优选地容纳控制装置和/或燃料处理装置，该控制装置用于控制发电机和/或内燃机。在形成基础单元的(40英尺)集装箱上，设有另一集装箱，尤其是20英尺的集装箱，其中设有燃料储存装置。每个尤其是9英尺集装箱的两个另外的集装箱优选地布置成靠近带有燃料储存装置的集装箱。尤其是，两个另外的集装箱布置在带有燃料储存装置的集装箱的同一侧。在这两个另外的集装箱中的一个集装箱中，优选地布置有冷却装置，并且在两个另外的集装箱中的另一个中，优选地布置有用于电导体的储存器具，尤其是电缆鼓。在带有燃料储存装置的集装箱的另一侧，优选地布置有另外的集装箱，尤其是具有相对窄设计的集装箱，其中有益地布置有用于将来自至少一个燃料储存装置的燃料传送到内燃机的连接装置。定位成在形成基础单元的(40英尺)集装箱上彼此靠近定位的集装箱的尺寸使得当这些合并在一起时优选地相当于40英尺。

带有单个模块的集装箱被组装而形成用于处置目的的单个单元。尤其是，这些集装箱作为单个单元安置在待供给的船上，并且从那里稍后拾取这些集装箱且带到陆地上或者一种运输工具上。整个动力单元可由吊车来提升且借助标准化装备(集装箱桥和/或大型载架)来移动，并且为了操作的目的整个动力单元安置在(集装箱)船上且安置在所存在的一个集装箱安装固定件中。该电源单元优选地在船停留在港口期间内仅对(集装箱)船的机载电力供给系统供电。

电源单元优选地设计成使得其能够产生至少0.5MW，优选地至少0.8MW、尤其优选地至少1.0MW，最优选地至少1.5MW。

电源单元优选地设计成使得产生具有100V至10kV电压的电力，尤其是300V至7.5kV，尤其优选地为200V至600V，或者5.5kV至7.5kV，最优选地是440V，或6.6kV。尤其是，电源单元的发电机能够优选地设计成使得发电机在不需要额外的变压器的情况下产生具有上述电平的电压。优选地产生具有50Hz至60Hz频率的电力，尤其是50Hz至60Hz。尤其是，所产生的电力的优选实施例具有下列性能数据：60Hz下为6.6kV，以及在50Hz或60Hz下具有440V。

除非特别指出，上述各个优选形式的实施方案能够彼此组合。

上述任务进而以有益的方式通过包含依照上述形式的实施方案之一的多个电源单元的电源组件或者这些形式的实施方案的组合来实现，其中电源组件具有用于多个电源单元相互电连接的连接部件。连接部件设计成使得由多个电源单元(100；200)产生的电力能够联合地供给到尤其是水运工具的机载电力供给系统的消费负载。连接部件可以例如是用于实现电源单元之间的电连接目的的连接电缆、电切换装备、用于所产生电力的频率、安培数和/或电压调节的部件、或者用于将由电源单元产生的全部电力集中供给到消费负载尤其是机载电力供给系统的集中供给装备。电源组件包括至少两个电源单元。电源组件优选地包括2至10个电源单元，尤其优选地3至8个电源单元，最优选地3至5个电源单元。电源组件因此能够相应地产生比单个电源单元多的电力，其中累计的电力取决于电源单元的数量以及单个电源单元的功率。电源组件的多个电源单元或者这些电源单元中的至少一些电源单元优选地并排布置，尤其彼此直接相邻，尤其是在水运工具内彼此直接相邻。确切地包含两个电源单元的电源组件可有益地产生至少1.0MW，优选地至少1.5MW，尤其优选地至少2.2MW，最优选地至少2.8MW的功率。

上述任务进而以有益的方式通过设有上述类型的机载电力供给系统以及电源单元和/或电源组件来实现，其中电源单元和/或电源组件与机载电力供给系统连接，用于供给电能。此处，电源单元和/或电源组件布置在水运工具内。

优点尤其在于如下事实：尤其是对于其中由于空间的原因而不能将电缆铺设于所谓的“动力游艇”上的集装箱船而言，由标准的集装箱构成的独立式可运输集装箱单元设置为船内的电源单元。该集装箱单元优选地能够基于天然气或“LNG”来产生电力。

附图说明

本发明的实施方案的实施例表示在图中且在下面进行详述，其中所有图中对应的元件设有系统的附图标记，并且省去这些元件的任何重复描述。此处：

图1示出了电源单元的实施方案的第一实施例；

图2示出了电源单元的实施方案的第二实施例；

图3示出了根据图1的实施方案的实施例的电源单元部署在集装箱船的甲板上的极具示意性的表示；

图4示出了电源单元的实施方案的第三实施例的立体图；

图5示出了图4的实施方案的实施例的另一立体图；

图6示出了图4中的实施方案的实施例的集装箱的平面图；以及

图7示出了图4中的实施方案的实施例的侧视图。

发明详述

在图1中，电源单元的实施方案的第一实施例由附图标记100来指代；该电源单元由运输集装箱构成，尤其是由ISO标准集装箱构成。此处，40英尺集装箱，即长度度量对应于40英尺的第一格栅装载尺寸的ISO标准集装箱，形成了电源单元100的第一结构单元101的第一隔室102。在该第一装载区域102中，布置有内燃机以及用于产生电力的、由内燃机驱动的发电机；在图1中，这些部件极示意性地只是为发电机组，并且由附图标记103来指代。此外，电缆鼓104连同连接电缆106一起布置在电源单元100的第一隔室102中，连接电缆106能够通过电缆开口105从第一隔室102中引出，电缆开口105可以优选地闭合；通过该电缆，来自电源单元100的电能可以输出到消费负载。

20英尺集装箱108定位在电源单元100的第一结构单元101的第一隔室102顶部之上，并且与其牢固地连接，此处例如通过焊接支架或连接板107，这样形成了第一结构单元101的第二隔室。任选地，20英尺集装箱108还能够通过螺栓或铆钉连接到40英尺集装箱102上，或者可以通过类似类型或者以类似的方式操作的其它类似连接手段来连接；然而，当电源单元100运转时，或者在电源单元100运输和处置期间，不能拆除该连接。在该第二隔室108中，布置有极示意性地指示的所谓“气体处理单元”109。

电源单元100的其它部件，诸如例如控制装置，可以设在第一结构单元101中，但是此处为清晰起见没有表示出。类似地，没有表示出电源单元100的运行于第一结构单元101内的如电缆或燃料线路的各部件之间的可操作连接；这些部件优选地永久性地安装且也不能在操作中断开连接。极示意性表示的排气管道的实施例由附图标记110来指代；这优选地构造为使得能够缩回或移除。

类似地，另一20英尺集装箱定位在电源单元100的第一结构单元101的第一隔室102之上，不与其牢固地连接，而是拆除地对接，其形成了第二结构单元111。在该第二结构单元111中，安装有燃料罐，优选地为用于储存液化天然气的气体罐112，液化天然气是所谓的LNG。当将第二结构单元111对接到第一结构单元101上时，除了机械连接之外，还实现了用于将气体供给到发电机组103尤其是“气体处理单元”109的管道连接。机械连接优选地由集装箱的标准化连接元件形成，尤其由标准化集装箱角部113和常见于ISO集装箱情况下的对接装置形成，其中这些优选地布置在第一结构单元101的上面上。能够拆卸的其它连接也是可能的。通过标准化连接元件实现机械连接的构造使得不仅对接和拆卸简单，而且提供了充分的机械稳定性以便例如通过集装箱桥或大型载架将包含气体罐112在内的整个电源单元100作为一个品项来移动，而不会有任何问题。

图2示出在图1的变型例中，电源单元的实施方案的第二实施例，由附图标记200来标识。该电源单元具有第一结构单元201，具有第二隔室208，与图1的实施方案的第一实施例相比，该第二隔室208分别包含第一子隔室218和第二子隔室219，而第一隔室102连同第二结构单元111及其部件一起与图1的实施例相比保持不变。现在由附图标记209指代的“气体处理单元”能够任选地定位在第一子隔室218或第二子隔室219中，或者以分布式的方式跨子隔室218、219安装。一个或两个子隔室218、219任选地还收容有电源单元200的控制装置，图2中没有表示出该控制装置。

在电源单元200的实施方案的实施例中，具有气体罐112的第二结构单元111定位在第一结构单元210的第一隔室102的顶部上，且在子隔室218、219之间的间隙中，即，其对接在第一结构单元201的第一隔室102上。除了该实施例所需的和/或所提供的如锁定装置和燃料输入承窝部件的空间偏移布置之外，该实施例与图1的实施例相同。图2的布置的优点在于如下事实：如果需要，一个或多个货物集装箱可以放置到子隔室218、219的顶部上，例如，具有与第一结构单元201的第一隔室102相同的格栅装载尺寸的集装箱，即具有第一格栅装载尺寸的集装箱。在优选而非排他的实施例中，所述第一格栅装载尺寸是40英尺，第二结构单元211的第二格栅装载尺寸是20英尺，子隔室218、219在各情况下具有10英尺的第四和第五格栅尺寸。

图3示出了根据图1的实施方案的实施例的电源单元100部署在集装箱船114的后甲板上的极具示意性的表示，集装箱船114的船身115和甲板室116用轮廓图表示。水位由附图标记117来指示，例如，港口水池内的水位，其中集装箱船已经系泊用于处置货物，即用于装载和卸载货物集装箱118，货物集装箱118所起的作用是按照常规的方式运送货物。电源单元100已经作为独立式单元安置到集装箱船114的后甲板上，安置在由货物集装箱118构成的船货物上或者与由货物集装箱118构成的船货物并排。并且已经与集装箱船114的未示出的机载电力供给系统电连接。虽然电源单元100占据了集装箱船的甲板上或者某些情形下甚至在集装箱船甲板下方的货物集装箱用地，但是这不会显著有损装载和卸载活动。在完成了装载和卸载活动之后，电源单元100再次从集装箱船114移除并且安置在例如码头上。在码头上，只要需要，电源单元100可以类似地与其它标准化货物集装箱一起叠置；而且，多个电源单元100能够以节约空间的方式轻易地彼此叠置储存在码头上。

在图4至图7中，表示出电源单元300的实施方案的进一步的实施例。图4和图5示出了立体视图，图7示出了侧视图。在实施方案的实施例中，运输集装箱的两层3001、2002彼此叠置布置，共同形成电源单元300。在图6中，呈现了各情况下的在上集装箱层3001上以及在下集装箱层3002上的平面视图。两个集装箱层3001、3002彼此横向平齐地定位，即它们具有基本相同的总长度。

电源单元300由运输集装箱构成，尤其是至少部分地由ISO标准集装箱构成。此处，可以例如设计为40英尺集装箱的单个的集装箱，即，设计为具有与40英尺的第一格栅装载尺寸对应的长度度量的ISO标准集装箱的单个集装箱形成了电源单元300的第一结构单元301的第一隔室302。在该第一隔室302中，布置有内燃机1031和用于产生电力的、由内燃机1031驱动的发电机1032；这些一起形成发电机组103。此外，在电源单元300的第一隔室302中，布置有便于用户操作电源单元的操作单元303、用于将(新鲜的)空气供给到第一隔室302的空气供给装置304、CO₂瓶形式的灭火装备305、冷却水接口连接306、用于对供给控制装置的电力进行中间储存和/或用于启动电源单元300的目的的电池307，以及燃料处理装置310。通过燃料处理装置，燃料能够经过处理以便供给到内燃机。尤其是，通过这种方式，液化气尤其是LNG能够在供给到内燃机之前转换成气态。

此外，第一结构单元301具有第二隔室308，由第一子隔室318、第二子隔室319和第三子隔室310构成。在第一子隔室318中是连接装置311，优选地设计成耦合器的形式，用于将来自燃料储存装置的燃料传送到第一结构单元301的目的。第一子隔室318布置在燃料处理装置310的上方，在连接装置311中特征化构成的软管向下延伸而进入第一隔室302到达燃料处理装置310(尤其参见图7)。结果，所需的软管长度相对较短。第二子隔室319包括用于冷却内燃机1031的冷却装置312。冷却装置可以例如包括冷凝器、风扇和/或冷却剂回路。第三子隔室320包括用于电缆储存的器具。在本实施例中，储存方式包括具有两个连接电缆106的电缆鼓104，两个连接电缆106布置在鼓顶部上，可以从第一隔室302中引出；电能从电源单元100经由这些电缆输出给消费负载。连接器1061设置在连接电缆106的一端处；经由这些，连接电缆106能够连接到消费负载，或者连接到其它电缆106。而且，在第三子隔室320中，设计为断路器的电力开关设置在控制柜313中。在各种情况下，三个子隔室318、319、320由单个的运输集装箱形成，这些运输集装箱与形成第一隔室302的集装箱牢固地连接。同样，子隔室319和320的两个集装箱能够彼此牢固地连接。两个子隔室319、210也可以设置在一个运输集装箱内。

在电源单元300的实施方案的实施例中，具有气体罐112的第二结构单元111定位在第一结构单元301的第一隔室302顶部上且位于一侧的子隔室318与在另一侧的两个子隔室319和320之间的间隙中，其中第二结构单元111由第一子隔室318和第二子隔室319横向地结合。在该实施例中，第二结构单元111拆除地与第一结构单元301连接且通过锁定装置(未示出)尤其所谓的“转锁”对接到第一结构单元301上。通过这种方式，具有空的气体罐112的第二结构单元111可以用具有满气体罐的另一第二结构单元(此处未显示出)轻易地取代。

一起考虑第二结构单元111，第二隔室308的集装箱具有与第一隔室302的集装箱相同的格栅装载尺寸。此外，子隔室319和320的两个集装箱可以各自具有相同的格栅装载尺寸。在优选而非排他的实施例中，第一隔室302的第一格栅装载尺寸是40英尺，第二结构单元211的第二格栅装载尺寸是20英尺，子隔室319和320的第四和第五格栅装载尺寸是9英尺，子隔室318的第六格栅装载尺寸是2英尺。

附图标记列表

100电源单元，第一实施例

101100的第一结构单元

102101或201的第一隔室

103发电机组(内燃机和发电机)

1031(内燃机)

1032发电机

104102和302中的电缆鼓

105102中的电缆开口

106102和302中的连接电缆

1061连接器

107100、200的支架/连接板

108101的第二隔室

109108中的“气体处理单元”

110102上的排气管道

111100或200的第二结构单元

112111的气体罐

113100、200上的集装箱角部

114集装箱船

115114的船身

116114的甲板室

117港口水池内的水位

118货物集装箱

200电源单元，第二实施例

201200的第一结构单元

208201的第二隔室

209208或218、219中的“气体处理单元”

218208的第一隔室

219208的第二子隔室

300电源单元，第三实施例

3001上集装箱层

3002下集装箱层

301300的第一结构单元

302301的第一隔室

303操作单元

304空气供给装置

305灭火装备

306冷却水接口连接

307电池

308301的第二隔室

310燃料处理装置

311连接装置

312冷却装置

313控制柜

318308的第一子隔室

319308的第二子隔室

320308的第三子隔室