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TU Berlin

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Forschung

Frachter setzen Segel

Montag, 14. April 2008

Windantrieb kann auch für große Schiffe wirtschaftlich sein

Frachter MS "Beluga SkySails"
Mit einem entsprechenden Segel kann ein Frachter wie die MS "Beluga SkySails" bis zu zwei Tonnen Treibstoff pro Tag sparen
Lupe

Mehr als drei Monate war das seltsame Gefährt unterwegs, von Bremerhaven über Mexiko nach Nordamerika und zurück nach Norwegen: die MS "Beluga SkySails", ein Frachter, der neben dem normalen Dieselmotorantrieb erstmalig einen innovativen und umweltfreundlichen Antrieb benutzte: Durchschnittlich vier Stunden am Tag ließ er sich zusätzlich von einem riesigen Drachen ziehen. Die Maschine konnte gedrosselt werden und so sparte der Frachter auf seiner Jungfernfahrt 1,5 bis zwei Tonnen Treibstoff pro Tag.

"Steigende Kraftstoffpreise und das stark wachsende Interesse, in allen Bereichen des Verkehrs die Schadstoffemissionen zu vermindern, begünstigen den Einsatz nachhaltiger Antriebssysteme. In der Schifffahrt ist der Wind als Zusatzantrieb besonders interessant und noch wenig erforscht", sagt Schiffbauingenieur Gonzalo Tampier vom TU-Fachgebiet Schiffs- und Meerestechnik. Er hat in umfangreichen Simulationen das Potenzial verschiedener Zusatzantriebe mit Windkraft untersucht: Fünf Jahre lang lässt Gonzalo Tampier zwei Schiffe von Le Havre in Frankreich nach Miami und San Francisco in den USA fahren, von Valparaiso in Chile ins japanische Yokohama - in einer virtuellen Welt. Versuche mit echten Schiffsreisen wären viel zu teuer, daher hat das Fachgebiet Schiffs- und Meerestechnik eine Software entwickelt, die diese Reisen simulieren kann. Die Windgeschwindigkeit und -richtung sowie signifikante Wellenhöhen auf den Routen werden realistisch simuliert. Die Daten dafür stammen aus der Datenbank des European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). Sie werden über die letzten 40 Jahre in Zeitschritten von jeweils sechs Stunden bereitgestellt. Die Charakteristika der Stabilität und des Verhaltens der Schiffe im Seegang werden ebenso berücksichtigt. Die virtuellen Schiffe fahren auf klassischen und aktuellen Routen der Segelschifffahrt sowie der Schiffe mit Maschinenantrieb.

"Die Untersuchung sollte vor allem nachweisen, wie viel Kosten eingespart werden könnten, wenn man alternative Antriebe einsetzt", erklärt Gonzalo Tampier. “Zur besseren Ausnutzung der vorhandenen Windverhältnisse muss auch geprüft werden, ob und wie es sich lohnt, wenn der Kapitän einen kleinen Umweg macht, um den Wind zu nutzen.“ Besonders wichtig bei dieser Simulation ist es, dass die neuen Segelantriebe keinen erhöhten Personalbedarf an Bord erfordern, die Schiffssicherheit und Manövrierfähigkeit des Schiffes nicht beeinträchtigen, sondern eher, wenn möglich, verbessern und dass der Schiffsbetrieb oder das Fahrgebiet keinen Einschränkungen unterliegt. Es werden sowohl unterschiedliche Segeltypen untersucht als auch Routenoptimierungen vorgeschlagen. Bei der jeweiligen Kostenanalyse spielen Faktoren wie Baukosten, Unsicherheiten in der Ölpreis-Entwicklung oder Umweltfaktoren wie Emissionssteuern, CO2-Ausgleichszahlungen eine zentrale Rolle. "Die Studie", so Gonzalo Tampier, "zeigt durch die Einsparungen von 15 Prozent und mehr das bedeutende Potenzial der Segelunterstützung, insbesondere wenn technologisch innovative Segeltypen verwendet werden. Sie gibt außerdem einen Einblick in die wichtigsten Abhängigkeiten wie Schiffsgeschwindigkeit, Segeltyp oder gefahrene Route."

Patricia Pätzold / Quelle: "TU intern", 4/2008

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