Schiffbau 08.02.2008, 19:33 Uhr

Fracht hisst die Segel  

das Segel. Neben den jüngst von DHL eingesetzten drachenartigen Skysails sollen weitere Konzepte jetzt oder in Kürze auf den Ozeanen auf ihre Tauglichkeit getestet werden: Dyna-Riggs und Flettner-Rotoren.

Die Idee für einen Frachter, der Motor- und Windantrieb kombiniert, liegt schon lange in der Luft: Das erste Konzept präsentierte der Ingenieur Wilhelm Prölss bereits 1967 an der Uni Hamburg. Der Clou des sogenannten Dyna-Schiffes war seine besondere Takelung.

Die sechs Masten sind aus Stahl und so stabil gebaut, dass sie ohne stützendes Tauwerk auskommen. Um die Stellung der Segel mit Elektromotoren dem Wind anpassen zu können, sind die Dyna-Riggs drehbar montiert.

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Selbst das Segelsetzen geht ohne große Mannschaft vonstatten: Über eine Mechanik wird das Tuch per Knopfdruck einfach wie eine Gardine waagerecht zwischen die Rahen ausgezogen und bei zunehmendem Wind automatisch wieder eingerollt.

Gebaut wurde das Dyna-Schiff damals nicht. Prölss Idee wäre womöglich in Vergessenheit geraten, hätte nicht ein US-Milliardär sich einen Jugendtraum erfüllen wollen.

Tom Perkins, der als Chef eines Risiko-Kapitalfonds in junge Firmen wie Genentech und Google investierte und damit ein Vermögen machte, wollte nicht einfach nur eine private Segeljacht besitzen, sondern eine mit weltweit einmaliger Takelung – mit den von Prölss ersonnenen Dyna-Riggs.

Im Juni 2006 lief die Maltese Falcon, ein 88 m langer Dreimaster, in der Türkei vom Stapel. Mehr als 100 Mio. € sollen Entwicklung und Bau gekostet haben. Teuer waren vor allem die 58 m hohen Masten – aus Gewichtsgründen aus hochfesten Kohlenstofffasern.

Im Dezember 2007 startete die Maltese Falcon vom italienischen La Spezia aus zur ersten Weltumsegelung. Sie soll demonstrieren, wie einfach die Dyna-Riggs bei unterschiedlichen Bedingungen auf den Weltmeeren zu segeln sind. Schon bald meldete sich Kapitän Chris Gartner per E-Mail aus der Karibik: Von den kanarischen Inseln aus sei die Atlantik-Überfahrt vollkommen ohne Motorkraft gelungen – in elf Tagen mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von über 11 kn(rund 20 km/h).

Die höchste Geschwindigkeit, die das Schiff bisher erreichte, lag bei knapp 25 kn (46 km/h). Dies deutet auf die hohe Effizienz der Dyna-Riggs hin. Anders als bei den rechteckigen Segeln der Windjammer, bei denen immer Lücken zwischen den einzelnen Segeln eines Mastes bleiben, sind die Dyna-Segel an den quer liegenden Rahstangen so abgespannt, dass sie zusammen eine geschlossene Fläche ergeben. Zudem sind die Rahen gebogen, was den Segeln zusätzlich ein aerodynamisches Profil verleiht.

„Ein Dyna-Rigg nutzt die Windenergie bis zu 40 % effizienter als herkömmliche Rah-Segel“, sagte Peter Schenzle, Experte für Windantriebe bei der Hamburgischen Schiffbau-Versuchsanstalt. Zudem lassen sich die Segel steiler in den Wind stellen. Die Maltese Falcon kommt selbst bei Gegenwind im Winkel von 40 Grad voran. Herkömmliche Windjammer schaffen das erst ab einem Kurs von mindestens 60 Grad.

„Die ersten Erfahrungen mit der Maltese Falcon zeigen, dass das Konzept der Dyna-Riggs erstaunlich gut funktioniert“, sagte Schenzle. Lässt sich Prölls Vision von modernen, windgetriebenen Frachtschiffen also nicht doch umsetzen?

Tatsächlich sind die Bedingungen für eine Renaissance der Frachtensegler derzeit so gut wie nie. Die Schiffsdieselpreise haben sich in den letzten vier Jahren mehr als verdoppelt. Der Ölpreis steht auf Rekordniveau. Zudem rückt auch die Schifffahrt in den Fokus weltweiter Klimaschutzdiskussionen.

Laut einer 2007 veröffentlichten Studie des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt verbraucht die internationale Frachtschifffahrt mit ca. 280 Mio. t Kraftstoff pro Jahr mehr als doppelt so viel Öl wie ganz Deutschland. So wird es für Reedereien immer wichtiger, den Kraftstoffverbrauch der Schiffe zu senken – zum Beispiel mit Hilfe der Windkraft.

Neben Dyna-Riggs werden nun auch andere Windantriebskonzepte geplant und getestet. Am weitesten gediehen sind die so genannten Skysails. Die gleitschirmartigen Hilfssegel kommen ohne Mast aus. Sie schweben, von einem Autopilot gesteuert, wie ein Drachen an einer langen, am Bug befestigten Leine in mehr als 100 m Höhe. Im Idealfall erzeugen sie dabei so viel Zug, dass ein Schiff laut Modellrechnung bis zu 50 % Kraftstoff weniger verbraucht.

Als der Erfinder Stephan Wrage 2001 die Firma Skysails gründete, hielten ihn viele in der Branche noch für einen Öko-Spinner. Davon ist nicht mehr die Rede. „Das Projekt Skysails wird mittlerweile sehr ernst genommen“, sagte Max Johns, Sprecher des Verbands Deutscher Reeder (VDR).

Kürzlich startete ein Frachter der Bremer Beluga Shipping GmbH zur ersten großen Fahrt mit einem 160 m² großen Skysail. Von Bremerhaven aus geht die Tour quer über den Atlantik nach Venezuela, dann weiter nach Boston und zurück nach Bremerhaven. Niels Stolberg, Chef der Reederei, ist überzeugt von dem neuen Antrieb: „Wir haben uns bereits entschieden, zwei neue Schwergutschiffe mit Skysails auszurüsten.“ Die Stapelläufe sind jeweils fürs kommende Jahr geplant.

Ebenfalls 2009 soll ein weiteres Windschiffprojekt Premiere haben. Auf der Kieler Lindenau-Werft ist ein Schwergutfrachter in Bau, der keine Segel, sondern vier sogenannte Flettner-Rotoren tragen soll. Der ostfriesische Windanlagen-Hersteller Enercon gab das umweltfreundliche „E-Ship“ in Auftrag, um künftig damit seine Windräder kostengünstig und imageträchtig nach Übersee auszuliefern.

Ein Flettner-Rotor sieht aus wie eine überdimensionale Litfaßsäule, die sich, durch einen Motor getrieben, ständig dreht. Ein solcher angeströmter starrer Zylinder würde nur durch den Windwiderstand der projizierten Fläche Kraft erzeugen, und zwar in Strömungsrichtung. Ein Flettner-Rotor hingegen erzeugt durch den „Magnus-Effekt“ aus Sog- und Staudruckkräften darüber hinaus eine weitaus größere und quer zur Anströmung gerichtete Ablenkungskraft. Aerodynamisch ist das vom Ingenieur Anton Flettner vor über 80 Jahren entwickelte System so effektiv, dass es bei gleicher Angriffsfläche die zehnfache Triebkraft eines normalen Segels entwickeln kann.

Dass seine Rotoren praxistauglich sind, konnte Flettner bereits 1926 eindrucksvoll beweisen. Damals fuhr der Frachter „Buckau“ mit zwei Säulensegeln nach New York. Wegen der Abhängigkeit vom Wind bevorzugten die Reeder damals aber doch reine Dampf- und Dieseltriebwerke. Erst jetzt beginnt das Umdenken. L. HAAS/ber

 

Ein Beitrag von:

  • Bettina Reckter

    Bettina-Reckter

    Redakteurin VDI nachrichten
    Fachthemen: Forschung, Biotechnologie, Chemie/Verfahrenstechnik, Lebensmitteltechnologie, Medizintechnik, Umwelt, Reportagen

  • Lucian Haas

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