Smarte Komponenten

Frequenzumrichter Mit ABB-Frequenzumrichter Proben aus 5.000 Tiefe entnehmen

Redakteur: Katharina Juschkat

ABB beliefert ein Forschungsschiff mit einem Frequenzumrichter, mit dessen Hilfe eine Seilwinde auch bei vier Meter hohen Wellen sicher Proben aus 5.000 Meter Tiefe holen kann.

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Das Forschungsschiff Kilo Moana holt Proben aus 5.000 Meter Tiefe – mit dem ABB-Frequenzumrichter ist das auch bei rauem Seegang möglich.
Das Forschungsschiff Kilo Moana holt Proben aus 5.000 Meter Tiefe – mit dem ABB-Frequenzumrichter ist das auch bei rauem Seegang möglich.
(Bild: ABB)

ABB beliefert das Forschungsschiff „Kilo Moana“ mit einem Frequenzumrichter für eine neue Seilwinde. Das Besondere daran: Der Frequenzumrichter ist mit aktiver Seegangskompensation (AHC) ausgerüstet. Das bedeutet, dass die Windenmotoren die Bewegungen des Schiffs ausgleicht und stabil hält.

Proben in bis zu 5.000 Meter Tiefe

Die Kilo Moana ist ein 60 Meter langes, ozeanographisches Forschungsschiff der US Navy, das vom Marine Center der Universität von Hawaii betrieben wird. An Bord des Schiffs führen Wissenschaftler Tests durch, mit denen sie ein besseres Verständnis für die Auswirkungen der Tiefseeströmungen auf die Meeresflora und -fauna erhalten wollen.

Dazu messen sie im mittleren pazifischen Ozean in Tiefen von bis zu 5.000 Meter die Leitfähigkeit, Temperatur und den gelösten Sauerstoff. Dafür lassen sie eine ca 900 kg schwere, sogenannte CTD-Rosette („Conductivity, Temperature, Depth“, übersetzt „Leitfähigkeit, Temperatur, Tiefe“) vom Deck des Schiffes ins Wasser. Zusätzlich zu den empfindlichen Druck- und Temperatursensoren enthält die Rosette unter anderem 24 Flaschen, die in unterschiedlichen Tiefen Wasserproben nehmen.

Windenmotor hält Rosette stabil

Um Schiffsbewegungen zu kompensieren, passt das AHC die Windenmotoren hochpräzise hunderte Male pro Sekunde an.
Um Schiffsbewegungen zu kompensieren, passt das AHC die Windenmotoren hochpräzise hunderte Male pro Sekunde an.
(Bild: ABB)

Das CTD-System sollte mit einer aktiven Seegangskompensation (AHC) ausgerüstet werden. Dieses System erhält von der Bewegungsreferenzeinheit des Schiffes Informationen über die Wellenbewegung. Um diese zu kompensieren, passt es die Windenmotoren an. Die Anpassungen sind hochpräzise und finden hunderte Male pro Sekunde statt. Sie halten die Rosette in Bezug auf den Meeresboden stabil, während sich das Schiff auf und ab bewegt – auch bei rauem Seegang. Die aktive Seegangskompensation ermöglicht es zudem, dass die Kabelspannung gleichmäßig ist – ein Durchhängen des Kabels und Spannungsspitzen werden vermieden.

Die Winde wird von einem ABB-Frequenzumrichter ACS880 angetrieben. Dieser wird bereits mit AHC-Funktionalität geliefert, die als Firmware integriert ist. Das hat den Frequemzumrichter für das Forschungsschiff besonders interessant gemacht.

System erfolgreich getestet

Anfang 2020 unternahm die Kilo Moana mit dem CTD-Kran und der Winde erfolgreiche Tests auf See. Die Seegangskompensation erbrachte gute Dienste. Zudem gelang es den Wissenschaftlern, Wasserproben in Tiefen von bis zu 5.000 Metern präzise zu nehmen. Auch können die Proben jetzt schneller entnommen werden. Statt 45 Minuten dauert eine Probenentnahme jetzt noch 30 Minuten. So kann das Forschungsschiff bis zu fünf Entnahmen pro Tag durchführen.

Zudem können die Proben jetzt auch bei rauer See entnommen werden, erläutert Scott Ferguson, Director for Marine Technical Service der Universität von Hawaii: „Die Entnahme von CTD-Proben ist eine wesentliche Aufgabe der Kilo Moana, die mit Kosten von etwa 50.000 Dollar (Anmerkung der Redaktion: ca. 41.600 Euro) pro Tag auf See verbunden ist. Wenn wir nicht arbeiten können, weil das Meer zu rau ist, sind das große finanzielle Einbußen. Daher ist das System bei unseren Wissenschaftlern beliebt. Unsere Mannschaft an Deck schätzt es wegen seiner Zuverlässigkeit und einfachen Bedienung.“

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