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Aus der Forschung - Windenergie

Antrieb aus Gas und Gegenwind

(deg) Bisher kamen Segelschiffe nicht ohne lange Masten auf dem Deck aus. Dass es auch anders geht, will ein norwegischer Schiffbau-Ingenieur beweisen. Er hat ein Frachtschiff entwickelt, dessen Rumpf die Funktion eines starren Segels übernimmt. Seit 2010 arbeitet Terje Lade am Vindskip-Schiffsprojekt. Er kommt der Realisierung immer näher, zuletzt mit Unterstützung des Fraunhofer Zentrums für Maritime Logistik (CML).
Im Auftrag des Norwegers hat das Fraunhofer CML eine Software entwickelt, die für Vindskip auf Basis meteorologischer Daten die beste Fahrt­route berechnet. Denn je günstiger der Winkel des Schiffs zum Wind ist, desto mehr Windenergie kann es für seinen Antrieb nutzen.
Die Form des schlanken Rumpfs des Vindskip erinnert an den Querschnitt von Tragflächen oder Rotorblättern – mit dem Unterschied, dass der Schiffsrumpf symmetrisch geformt ist. Diese Form ist der Schlüssel zum Antrieb des Frachters: Weht der Wind schräg von vorn auf den Rumpf, muss der Luftstrom an der vom Wind abgewandten Lee-Seite einen größeren Weg zurücklegen als an der zugewandten Luv-Seite. Das erzeugt an der Luvseite einen Unterdruck, der das Schiff in Fahrtrichtung nach vorn zieht.
Terje Lade hat die Daten eines Referenzschiffs auf seiner Reise von Japan nach Chile erfassen lassen und basierend darauf eine Simulation für Vindskip erstellt. Ergebnis: Das Windschiff brauchte 60 Prozent weniger Treibstoff bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von knapp 32 Stundenkilometer (17 Knoten). Ausgegangen war Lade von Schweröl für den Antrieb – real wird Vindskip mit Flüssigerdgas fahren. Wie das Referenzschiff wird auch Vindskip zunächst ein sogenanntes PCTC, ein Transportschiff für PKW und LKW, sein. „Es wird 6.500 PKW tragen können, 500 mehr als das Referenzschiff“, sagt Lade. Und statt 17.000 Kilowatt Motorleistung sollen ihm 9.000 genügen.
Im letzten Jahr hat der Entwickler die Strömungsmechanik des Schiffs optimiert. Die Tests im Windkanal sind abgeschlossen. „Im April starten wir die Modellversuche im Wasserbecken“, sagt Lade. Bis Ende des Jahres will er die Entwicklung des Vindskip abgeschlossen haben. Geplant ist eine Lizenzierung an eine Schifffahrtsgesellschaft. „Der Bau würde zwei bis drei Jahre dauern“, sagt Lade.
Viel teurer als aktuelle Frachter soll Vindskip nicht werden. Wegen des teureren Flüssigerdgasantriebs steigen die Kosten laut Entwickler nur „geringfügig“.