Der Sonne entgegen 27.04.2023, 09:27 Uhr

Zurück in die Zukunft: Solarbetriebene Luftschiffe für klimafreundlichen Luftverkehr?

Solarbetriebene Luftschiffe könnten ein echte Gamechanger werden, davon ist ein Team der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg überzeugt. Solarluftschiffe seien kostengünstig und klimafreundlich. In einer wissenschaftlichen Arbeit haben sie berechnet, wie lange ein Flug von London nach New York dauern würde.

Luftschiff

Solarbetriebene Luftschiffe sind wesentlich klimafreundlicher als herkömmliche Flugzeuge (Symbolfoto).

Foto: Panthermedia.net/MIROXXXX

Die Luftschifffahrt hatte zwischen dem ersten und dem zweiten Weltkrieg ihre Blütezeit. Der Brand der Hindenburg im Jahr 1937 mit 36 Toten bedeuteten das Ende der deutschen Zeppeline im weltweiten Flugverkehr. Zur Jahrtausendwende wollte Cargolifter mit Frachtluftschiffen die Szene wiederbeleben, dem Unternehmen ging allerdings das Geld aus. Nun ist herkömmliches Fliegen jedoch die klimaschädlichste Art des Reisens, mit einem solarbetriebenen Luftschiff könnte das anders werden. Ein Team der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) hat nun berechnet, welche Route ein Solarluftschiff nehmen müsste, um möglichst schnell von London nach New York zu fliegen. Die Ergebnisse wurden im International Journal of Sustainable Energy veröffentlicht.

Solarluftschiffe könnten Luftfahrt relativ schnell klimafreundlicher machen

Solarluftschiffe könnten die Luftfahrt revolutionieren, davon ist Prof. Dr. Christoph Pflaum überzeugt:  „Wenn wir auf solarbetriebene Luftschiffe setzen, können wir die Luftfahrt relativ schnell und kostengünstig klimafreundlicher machen.“ Der Informatikprofessor der FAU ist auf numerische Simulationen mit Hochleistungsrechnern spezialisiert. Zusammen mit dem FAU-Studenten Tim Riffelmacher und Professor Jocher von der TU München (TUM) hat er die Arbeit „Design and route optimization for an airship with onboard solar energy harvesting“ veröffentlicht.

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Solarbetriebene Luftschiffe sind klimafreundlich und kostengünstig

Das Forschungsteam hat nicht nur die schnellste Route zwischen New York und London berechnet, sondern kam auch zu dem Ergebnis, dass sich mit einem Solarluftschiff die CO2-Emissionen deutlich reduzieren lassen. Die emittierte Kohlendioxidmenge soll maximal fünf Prozent von der betragen, die beim konventionellen Luftverkehr entsteht. „Unsere Berechnungen zeigen, dass Solarluftschiffe sowohl die Transportkosten als auch die CO2-Emissionen des Luftverkehrs deutlich reduzieren könnten“, erklärt Professor Pflaum.

Der Wissenschaftler wurde im Laufe seiner Forschungen zu einem echten Fan der solaren Luftschifffahrt: „Solarluftschiffe sind absolut klimafreundlich, weil sie mit extrem leichten und hocheffizienten Dünnschichtsolarzellen ausgestattet sind, die sich während des Fluges immer wieder aufladen. Dadurch entstehen während der Fahrt des Luftschiffs keine verbrennungsbedingten Emissionen“. Energie benötige ein Solarluftschiff lediglich vor dem Start zum Aufladen der Batterie – und hier entstünden nur sehr geringe CO2-Emissionen, so Professor Pflaum.

Der Haken: Es gibt noch gar kein Solarluftschiff

Wie bereits geschrieben, hat die Luftschifffahrt durch die Zerstörung der Hindenburg im Jahr 1937 einen herben Rückschlag erlitten, von der sie sich bis heute nicht erholt hat, wie auch Professor Pflaum bestätigt: „Natürlich hat die Tragödie des Luftschiffs LZ 129, besser bekannt als ‚Hindenburg‘, diesen Mangel an Fortschritt beeinflusst. Mit einer Länge von 245 Metern und einem Durchmesser von 41,2 Metern war LZ 129 eines der größten jemals gebauten Flugzeuge und bei seiner Jungfernfahrt im März 1936 eine echte Sensation. Doch nur ein Jahr später geriet es bei der Landung in den USA in Brand und wurde völlig zerstört.“

Gleichwohl sieht er Licht am Horizont und ist davon überzeugt, dass sie nun mit Solarzellen an Bord neu überdacht und sie zu einem echten Gamechanger werden könnten: „Das Solarluftschiff gibt es leider noch nicht, aber in Kalifornien investiert ein Unternehmen kräftig in die Entwicklung eines großen, voll starren Luftschiffs, das erstmals seit 90 Jahren wieder viel Platz bietet und bei Wind und Wetter gut geschützt ist“, schwärmt Professor Pflaum.

Bei den neuen Luftschiffen braucht auch keiner Angst vor einem Brand zu haben, denn sie sind weder mit Wasserstoff noch mit einem anderen brennbaren Gas gefüllt. Einen weiteren Vorteil sieht der Wissenschaftler darin, dass solarbetriebene Luftschiffe nach aktuellen Berechnungen deutlich weniger Energie benötigen als herkömmliche Flugzeuge.

Ein zweiter Haken: Zwei bis drei Tage Flug über den Atlantik

Derzeit dauert ein normaler Linienflug von London nach New York rund acht Stunden, die Concorde ist 1996 sogar in unter drei Stunden von New York nach London geflogen. Die gleiche Strecke absolviert ein Solarluftschiff doch erheblich gemächlicher. „Nach unseren Berechnungen dauert ein Flug über den Atlantik von New York nach London etwa zwei Tage und eine Nacht“, fasst Prof. Dr. Christoph Pflaum die Ergebnisse zusammen. „In der Gegenrichtung von London nach New York haben wir eine Flugzeit von drei Tagen und zwei Nächten berechnet.“

Für den Geschäftsmann, der eilig zwischen den Kontinenten unterwegs ist, mag dies keine echte Alternative darstellen. Allerdings sollte man den Personenverkehr nicht grundsätzlich abschreiben, schließlich schippern auch jedes Jahr Millionen an Passagieren auf Kreuzfahrt über die Weltmeere. Und in einem Luftschiff lässt es fast ebenso gut reisen, denn es gibt Platz für einen Speisesaal und eine Lounge sowie stilvolle Doppelzimmer für die Passagiere. Und beim Frachtverkehr kommt es meist auf den einen oder anderen Tag mehr sowieso nicht an.

Und was passiert nachts mit der Solarunterstützung?

Wer zwei bis drei Tage von London nach New York benötigt, hat auch zwei bis drei Nächte zu überstehen, in denen keine Sonne scheint. Was passiert da mit den Batterien? FAU-Student Tim Riffelmacher hat sich in seiner Bachelorarbeit mit der Ladeoptimierung der Batterien in einem Solarluftschiff beschäftigt. In Simulationen hat er sich den Batterieverbrauch bei Tag und Nacht genauer angeschaut.

„Die Batterie wird vor dem Flug aufgeladen und muss dann über lange Strecken durchhalten“, erklärt der Jungforscher. „Das ist leichter gesagt als getan, denn in der Nacht scheint keine Sonne und die Solarzellen produzieren keinen Strom.“ Doch wenn man den Ladevorgang optimiert, sei vieles möglich. Was das genau ist, wird man dann vielleicht in Zukunft sehen. Die Technik klingt jedenfalls spannend. Aber das war bei Cargolifter genauso – und am Ende gingen sie pleite und aus der riesigen Luftschiffhalle in Brandenburg wurde ein Freizeitpark.

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

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