Offshore-Knickarmkran in der Abenddämmerung, ein einzelner Seilstrang von der Auslegerspitze bis zum Meer

Aktive Seegangskompensation (AHC)

Wie ein aktives System die Schiffsbewegung erfasst und die Last gezielt dagegen bewegt, und wann es statt eines passiven Kompensators nötig ist.

Von Peter Wang, COO · Oktober 2025 · Aktualisiert September 2026 · 10 Min. Lesezeit

Kurzüberblick

Die aktive Seegangskompensation (AHC) hält eine hängende Last auf einer festen Höhe relativ zum Meeresboden, während das Schiff Hubbewegungen ausführt, rollt und stampft.
Die meisten AHC-Systeme sind in den Kran oder die Winde integriert. Bei Inline-AHC sitzt die aktive Einheit unter dem Haken im Lastpfad.
Sie kann mehr Bewegung ausgleichen als eine passive Feder, benötigt aber Energie, Sensorik und eine Steuerung. Eine Restbewegung bleibt immer.
Die meisten Durchfahrten durch die Spritzwasserzone und Unterwasser-Hebevorgänge werden mit passiver oder adaptiv-passiver Seegangskompensation ausgeführt. Eine aktive Regelung lohnt sich, wenn eine passive Einheit die Vorgabe für die Restbewegung nicht erfüllt.

Die aktive Seegangskompensation (AHC) hält eine hängende Last ruhig, während sich das Schiff bewegt. Eine Bewegungsreferenzeinheit (MRU) misst Hubbewegung, Rollen und Stampfen des Schiffs. Die Steuerung berechnet daraus die Bewegung der Kranspitze. Ein angetriebener Aktuator, meist die Kranwinde, gibt Seil aus und holt es ein, sodass die Last ihre Höhe relativ zum Meeresboden hält. AHC wird bei Unterwasserinstallationen und Landungen, ROV- und Rohrverlegearbeiten sowie anderen Hebevorgängen eingesetzt, bei denen die Last trotz Seegang ruhig bleiben muss.

So funktioniert aktive Seegangskompensation

Jedes AHC-System durchläuft mehrmals pro Sekunde denselben Regelkreis:

Messen. Die MRU misst Hubbewegung, Rollen und Stampfen des Schiffs. Sie befindet sich selten an der Kranspitze. Daher berechnet die Steuerung anhand der eingemessenen Hebelarme, wie sich die Spitze selbst bewegt. Siehe Bewegungsreferenzeinheiten.
Vorhersagen und ansteuern. Der Antrieb braucht Zeit zum Reagieren. Daher filtert die Steuerung das Signal und prognostiziert die Bewegung meist um einen Bruchteil einer Sekunde voraus. Anschließend steuert sie den Aktuator so an, dass er sich um denselben Betrag in die Gegenrichtung bewegt.
Antrieb betätigen. Die Winde gibt Seil aus, wenn die Kranspitze steigt, und holt es ein, wenn sie sinkt. In einem Inline-System übernimmt ein Zylinder im Lastpfad diese Aufgabe. Ein Positionssensor an Trommel oder Zylinder schließt den Regelkreis.
Bezugshöhe halten. Die Sollposition ist normalerweise ortsfest: Die Last hält ihre Höhe relativ zum Meeresboden. Für die Landung senkt der Bediener die Last langsam ab, während die AHC die Wellenbewegung ausgleicht.

Abbildung 1. Zwei Einbauorte für den aktiven Antrieb. Bei Agibt die Kranwinde auf Grundlage des MRU-Signals Seil aus und holt es ein (durchgezogene Pfeile: Signal und Stellbefehl; gestrichelter Pfeil: Rückmeldung der Trommelposition). Bei Bverfügt eine Inline-Einheit unter dem Haken über eigene Sensorik, Steuerung und Batterie. Eine Gasfeder trägt das Gewicht, und ein aktiver Zylinder führt einen Hub gegen die Bewegung aus. In beiden Fällen bleibt die Nutzlast auf einer festen Höhe relativ zum Meeresboden.

Bauarten der aktiven Seegangskompensation

AHC-Systeme unterscheiden sich darin, wo der Aktuator im Lastpfad sitzt und wie er angetrieben wird.

Bauart	Kompensationsprinzip	Typischer Einsatz	Worauf zu achten ist
Elektrische Winden-AHC	Elektromotoren drehen die Windentrommel und geben bei jeder Welle Seil aus oder holen es ein.	Offshore- und Unterwasserkrane, Installationsschiffe.	Spitzenleistung des Antriebs, Energierückgewinnung und Motorerwärmung über die Betriebsdauer.
Hydraulische Winden-AHC	Hydraulikmotoren an der Trommel, häufig mit Speichern, die Energie aufnehmen und wieder abgeben.	Offshore-Krane, A-Rahmen und Aussetz- und Bergesysteme.	Pumpenförderstrom, Speicherkapazität, Kühlung.
Zylinder- oder Seilscheiben-AHC	Ein Hydraulikzylinder bewegt eine Seilscheibe im Seilverlauf und verändert so die Seillänge, ohne die Trommel zu drehen.	Nachrüstung bestehender Krane und Winden.	Platzbedarf an Deck, Seilführung, Zylinderhub.
Inline-AHC, über Wasser	Eine aktive Einheit unter dem Haken mit eigener Sensorik und Energieversorgung.	Krane ohne integrierte AHC.	Bauhöhe unter dem Haken, Hub, Energievorrat an Bord.
Inline-AHC, unter Wasser	Die Inline-Einheit arbeitet in der Tiefe nahe der Nutzlast.	Tiefwasserlandungen, bei denen die Dehnung des langen Seils ins Gewicht fällt.	Zulässige Einsatztiefe, Unterwasser-Energieversorgung und -Steuerung.

VEGA, der aktive Kompensator von ND, ist als Inline-System ausgelegt: VEGA-T zunächst für den Einsatz über Wasser, VEGA-S für den späteren Unterwassereinsatz.

Was das Ergebnis begrenzt

Ein aktives System gleicht die Bewegung nie vollständig aus. Die verbleibende Bewegung hängt von vier Faktoren ab:

Verzögerung. Die Zeit zwischen Messung und Bewegung umfasst Sensorfilterung, Steuerung und Antriebsreaktion. Je länger die Verzögerung, desto mehr muss die Vorhersage leisten.
Geschwindigkeit. Wie schnell sich der Aktuator bewegen und umsteuern kann. Kurze, steile Wellen stellen die höchsten Anforderungen.
Hub, Kraft und Leistung. Der Aktuator muss der gesamten Bewegung der Kranspitze innerhalb seiner Hub- und Seilgeschwindigkeitsgrenzen folgen und dabei die erforderliche Kraft aufbringen.
Seil und Last. Ein langes Seil dehnt sich, und bei einer Last im Wasser kommt hydrodynamische Zusatzmasse hinzu. In der Tiefe kann die Nutzlast anders reagieren als der Haken, den die AHC regelt.

Anbieter geben die Leistung als Kompensationsgrad oder Resthubbewegung für eine bestimmte Wellenperiode und -amplitude an. Vergleichen Sie Werte nur auf derselben Grundlage: bei gleicher Periode, Amplitude und Messstelle.

Warum eine gasgestützte Inline-Ausführung wenig Leistung benötigt

Ein Antrieb, der das gesamte Gewicht der Last trägt, muss am schnellsten Punkt jeder Welle ungefähr Gewicht × Hubgeschwindigkeit als Leistung liefern. Bei 100 t unter einer Kranspitze, die um ±1 m alle 10 s schwingt, beträgt die Spitzengeschwindigkeit etwa 0.63 m/s. Der Antrieb benötigt daher rund 0.6 MW, selbst wenn beim Absenken ein großer Teil dieser Energie zurückgewonnen wird.

Bei einer gasgestützten Inline-Ausführung trägt eine Gasfeder das statische Gewicht. Während die Kolbenstange einen Hub ausführt, liefert der Aktuator nur die Differenz zwischen Federkraft und Gewicht, höchstens etwa 37 kN im selben Fall mit 100 t. Die mechanische Spitzenleistung sinkt auf 11.6 kW, und zehn Stunden kontinuierliche Kompensation entnehmen der Batterie netto 22.1 kWh im Idealfall (Berechnungsbeispiel unten). Deshalb kann eine aktive Inline-Einheit ohne Versorgungsleitung aus einer Batterie betrieben werden.

Aktiv, adaptiv-passiv oder passiv?

Alle drei verringern die Bewegung, die bei der Last ankommt. Sie unterscheiden sich in ihrer Wirkweise und ihren Anforderungen.

Eigenschaft	PassivRIGEL, CYGNUS	Adaptiv-passivANTARES	AktivVEGA, in Entwicklung
Was die Last trägt	Gasfeder	Gasfeder	Gasfeder mit aktivem Zylinder
Wie die Bewegung verringert wird	Eine weiche Feder entkoppelt die Last von der Kranspitze; die Dämpfung wird an Deck eingestellt.	Dasselbe Prinzip, wobei Dämpfung und Gasfüllung während des Hebevorgangs automatisch angepasst werden.	Erfasst die Bewegung und treibt die Last dagegen an.
Sensorik und Energieversorgung	Keine externe Energieversorgung. RIGEL: keine. CYGNUS: kleine Batterie, keine Versorgungsleitung.	Sensorik an Bord; Batterie, keine Versorgungsleitung.	MRU und Steuerung; große Batterie, keine Versorgungsleitung.
Restbewegung	Hängt davon ab, wie gut Feder und Dämpfung zum Seegang passen.	Bleibt auch bei wechselnder Last, Tiefe und Seegang gering.	Die geringstmögliche Restbewegung innerhalb der Grenzen für Verzögerung, Geschwindigkeit und Hub.
Am besten geeignet für	Die meisten Durchfahrten durch die Spritzwasserzone und Unterwasser-Hebevorgänge.	Mehrstufige Hebevorgänge, wechselnde Lasten und Tiefen, zügiges Heben.	Wenn eine Vorgabe für Restbewegung oder Landung passiv nicht erreicht werden kann.

Passive und adaptiv-passive Einheiten benötigen keine externe Energieversorgung, keine Versorgungsleitung und kein schiffsseitiges Steuerungssystem. Zudem erfordern sie weniger Wartung als ein aktives System. Eine aktive Regelung ist sinnvoll, wenn sich die Vorgabe eines Projekts für Restbewegung oder Landetoleranz oder eine lange Haltezeit in der Tiefe anders nicht erfüllen lässt. Der Vergleich zwischen aktiver und passiver Kompensation erläutert die Abwägungen, und der Auswahlleitfaden ordnet einem Hebevorgang eine passende Einheit zu.

In Entwicklung

VEGA, der aktive Inline-Kompensator von ND

VEGA verbindet eine MRU-geführte Regelung des aktiven Zylinders mit automatischer Dämpfungsregelung. Eine große Batterie an Bord versorgt die Einheit. Sie benötigt daher weder eine Versorgungsleitung noch eine externe Energieversorgung. VEGA-T für den Einsatz über Wasser kommt zuerst, danach folgt VEGA-S für den Unterwassereinsatz.

Entwicklungsziele: SWL 75–2,500 t, Hub 2.5–6.0 m.

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Berechnungsbeispiel für eine Inline-AHC mit 100 t

Der Fall: Eine Nutzlast von 100 t in Luft wird durch eine gasgestützte Inline-AHC kompensiert, die zehn Stunden lang einer sinusförmigen Bewegung von ±1 m bei einer Periode von 10 s folgt (3,600 Zyklen). Verhältnis von Gasvolumen zu Ölvolumen $R = 10$ (Gasvolumen ÷ verdrängtes Ölvolumen), maximaler Hub 4 m, idealer adiabatischer Stickstoffexponent ( $\gamma = 1.4$ ); sowie 90 % Wirkungsgrad zwischen Batterie und Aktuator und 50 % Rückgewinnung der von der Gasfeder zurückgegebenen Arbeit in die Batterie.

Ergebnis	Wert	Bedeutung
Mechanische Spitzenleistung	11.6 kW	Bestimmt die Antriebsgröße: eine Leistung, keine Energie
Batterieenergie für den Antrieb	40.2 kWh	Über 10 h; davon erreichen 36.2 kWh den Aktuator bei 90 % Antriebswirkungsgrad
In die Batterie zurückgewonnen	18.1 kWh	Die Hälfte der 36.2 kWh, die die Gasfeder zurückgibt
Netto-Batterieenergie	22.1 kWh	Bestimmt die Batteriegröße, vor Berücksichtigung von Reibung, Nebenverbrauchern und Reserve

Abbildung 2. Ein Wellenzyklus des Berechnungsbeispiels, dargestellt anhand des nachstehenden Modells. Bei Aerreicht die Aktuatorkraft ihren Höchstwert, wenn der Kolben stillsteht, also um ein Viertel der Periode versetzt zur Höchstgeschwindigkeit. Bei Bist die Leistung gleich Kraft × Geschwindigkeit. Ihr Vorzeichen wechselt daher nach jedem Viertel der Periode. In den durchgezogenen Flächen liefert der Antrieb Energie aus der Batterie; in den schraffierten Flächen gibt die Gasfeder dieselbe Menge zurück, 36.2 kJ je Welle. Davon werden annahmegemäß 50 % zurückgewonnen.

Modell und Gleichungen

Bewegung des Aktuators mit der Amplitude $\zeta = 1\ \text{m}$ , Periode $T = 10\ \text{s}$ und $\omega = 2\pi/T$ :

S(t) = \zeta\cos\omega t, \qquad \dot{S}(t) = -\zeta\omega\sin\omega t

Aktuatorkraft bezogen auf die Stützkraft in der Hubmitte, für eine ideale adiabatische Gasfeder:

F(t) = m g \left[ \left( \frac{S_0}{S_0 – S(t)} \right)^{\gamma} – 1 \right]

S_0 = S_{\max}\,(R – 0.5)

Die mechanische Leistung beträgt $P(t) = F(t)\,\dot{S}(t)$ . Positive Leistung ist Antriebsarbeit; negative Leistung ist für die Rückgewinnung verfügbare Arbeit. Über die zehn Stunden getrennt integriert:

\begin{aligned} W_{\text{drive}} &= \int \max(P, 0)\,\mathrm{d}t = 130.2\ \text{MJ} \\ W_{\text{return}} &= \int \max(-P, 0)\,\mathrm{d}t = 130.2\ \text{MJ} \end{aligned}

\begin{aligned} E_{\text{batt}} &= \frac{W_{\text{drive}}}{\eta_{\text{drive}}} – \eta_{\text{regen}}\,W_{\text{return}} \\ &= \frac{130.2}{0.90} – 0.50 \times 130.2 \\ &= 79.6\ \text{MJ} = 22.1\ \text{kWh} \end{aligned}

Ein idealisiertes Beispiel zur Vorprüfung: Reibung, reales Gasverhalten, Nebenverbraucher sowie detaillierte Kennfelder von Pumpe, Motor und Batterie bleiben unberücksichtigt. Eine CONSTELLATION -Hebesimulation bildet sie für ein reales Projekt ab.

Häufig gestellte Fragen

Was ist aktive Seegangskompensation?

Aktive Seegangskompensation (AHC) hält eine hängende Last auf einer gleichbleibenden Höhe, während sich das Schiff bewegt. Eine Bewegungsreferenzeinheit misst die Schiffsbewegung. Die Steuerung berechnet daraus die Bewegung der Kranspitze. Ein angetriebener Aktuator, meist die Winde, gibt Seil aus und holt es ein, um diese Bewegung auszugleichen.

Was unterscheidet aktive von passiver Seegangskompensation?

Ein passiver Seegangskompensator entkoppelt die Last mit einer Gasfeder von der Bewegung der Kranspitze; die Kompensation selbst benötigt keine externe Energieversorgung. Ein aktiver Kompensator erfasst die Bewegung und treibt die Last dagegen an. So kann er mehr Bewegung ausgleichen, benötigt aber Energie, Sensorik und eine Steuerung. Eine adaptiv-passive Einheit liegt dazwischen: Sie stützt die Last passiv und passt sich während des Hebevorgangs automatisch mithilfe einer Batterie an Bord an.

Gleicht aktive Seegangskompensation die gesamte Bewegung aus?

Nein. Verzögerungen bei Erfassung und Regelung, Grenzen für Geschwindigkeit, Hub und Leistung des Aktuators sowie die Dehnung eines langen Seils lassen eine Restbewegung zurück. Die Leistung wird als Kompensationsgrad oder Resthubbewegung für eine bestimmte Wellenperiode und -amplitude angegeben. Vergleichen Sie Werte daher auf derselben Grundlage.

Was benötigt ein aktives Seegangskompensationssystem?

Eine Bewegungsreferenzeinheit, eine Steuerung, einen Aktuator mit Positionsrückmeldung (Windenantrieb oder Zylinder) und eine Energieversorgung. Kran- und Windensysteme beziehen Energie vom Schiff; eine Inline-Einheit wie VEGA führt ihre eigene Batterie mit.

Wie viel Leistung benötigt aktive Seegangskompensation?

Wenn der Antrieb die gesamte Last trägt, beträgt die Spitzenleistung ungefähr Gewicht × Hubgeschwindigkeit: etwa 0.6 MW für 100 t unter einer Kranspitze mit ±1 m Hub alle 10 s. Eine gasgestützte Inline-Ausführung liefert nur die Differenz zur Federkraft. Im selben idealisierten Fall sind etwa 11.6 kW Spitzenleistung und 22.1 kWh über zehn Stunden erforderlich.

Wann sollte ich aktive statt passive Kompensation wählen?

Wenn eine passive oder adaptiv-passive Einheit die Projektvorgabe für Restbewegung oder Landung nicht erfüllen kann, etwa bei einer Landung mit engen Toleranzen oder einer langen Haltezeit in der Tiefe. Die meisten Durchfahrten durch die Spritzwasserzone und Unterwasser-Hebevorgänge werden passiv bewältigt.

Prüfen Sie aktive Kompensation für Ihren Einsatz?

Nennen Sie uns die Nutzlast, den Seegang und die Aufgabe der Last am Meeresboden. Wir sagen Ihnen, ob passive, adaptiv-passive oder aktive Kompensation passt, und prüfen den Hebevorgang überschlägig mit CONSTELLATION, unserem Dienst für Hebesimulationen.

Angaben zum Hebevorgang senden →

Grundlagen und Quellen

DNV-RP-N202 Seegangskompensationssysteme, DNV-Empfehlung, Ausgabe 2024-06. Behandelt Auslegung, Verifizierung und Betrieb von Seegangskompensationssystemen.
DNV-ST-0378 Offshore- und Plattform-Hebezeuge, die Norm, nach der ND-Kompensatoren ausgelegt und klassifiziert werden.
Berechnungsbeispiel: überschlägiges ND-Modell mit den oben genannten Eingaben; Ergebnisse auf eine Dezimalstelle gerundet.
Die VEGA-Spezifikationen sind Entwicklungsziele und können sich während der Entwicklung ändern.