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WINDENERGIE

Das Potential


Das Windpotential der Erde wird auf über 4 Billionen kW geschätzt – eigentlich genug, um alle benötigte Energie alleine aus dieser Quelle zu schöpfen. Tatsächlich liegt der globale Anteil des Windes an der Energiebilanz aber unter 1 %, weil die kräftigsten Winde in den höheren Luftschichten bzw. weit draußen über den Ozeanen wehen.

Doch die Windenergie ist umweltfreundlich und selbsterneuernd, zum einen durch die unterschiedlichen Temperaturen innerhalb der Biosphäre, welche zumeist sonnenbedingt sind, und zum anderen durch die Erdrotation, die den Auftriebskräften der erwärmten Luftmassen ihre Richtung gibt. Energietransformatoren auf Windbasis sind deshalb so interessant, weil besonders im Winter, also zu Zeiten des höchsten Energiebedarfs, der meiste Wind geht. Die lokalen Schwankungen in der Energieabgabe – oftmals das größte und schwierigste Problem bei der Windnutzung zu Energiezwecken – lassen sich durch ein weitverzweigtes Verbundsystem ausgleichen. Und der bei den Windmühlen oft so gefürchtete hohe Lärmpegel läßt sich durch die Anwendung besserer Materialien und durch eine hochentwickelte Rotortechnik stark senken.

Die Möglichkeit, mit Windenergie der Wasserpumpen zu betreiben, wird seit langem und in fast allen Ländern der Erde, hauptsächlich in ländlichen Gebieten ohne Stromanschluß, umgesetzt. 1984 schätz man die weltweite Zahl mechanischer Windpumpen auf etwa eine Million Stück, die meisten davon befinden sich in Argentinien, Australien und in den USA.

Standard-Rotor

Standard-Rotor

Obwohl es einen theoretisch maximal erreichbaren Wirkungsgrad von 59,3 % bei Windflügeln gibt (der inzwischen allerdings angezweifelt wird), werden in der Praxis lange Zeit nur 33 % – 45 % erreicht. Einzig der ‚Hütter-Rotor’ (s.d.) soll 48 % erreicht haben. Als Gesamtanlage betrachtet, d.h. zusammen mit Getriebe, Generator und Steuerung erreichen Windenergieanlagen zur Stromerzeugung Wirkungsgrade zwischen 30 % und 35 %. Durch den windabhängigen Betrieb entstehen zudem Ausfallzeiten, so daß die durchschnittliche Arbeitsverfügbarkeit von Windkraftwerken 35 % – 45 % beträgt. Offshore-Anlagen auf offener See erreichen eine durch die dort vorhandenen höheren Windgeschwindigkeiten eine um 30 % – 70 % bessere Ausbeute als auf dem Festland. Den aktuellen Stand dieser Offshore-Anlagen und -Windparks werde ich weiter unten ausführlich behandeln.

Der Techniker unterscheidet unter den Rotoren zwischen Langsam-, Mittel- und Schnelläufern. Während die ersten 7 und mehr Flügel besitzen und dafür eine geringe Umlaufgeschwindigkeit erreichen, haben die letzteren drei, zwei oder sogar nur einen Flügel (in diesem Fall mit Gegengewicht), womit sie sehr hohe Umdrehungszahlen erreichen und desto effizienter arbeiten, je stärker der Wind bläst. Mittelläufer liegen dazwischen und sind besonders für Gebiete durchschnittlicher aber konstanter Windtätigkeit geeignet.

Im Verlauf der neueren Forschungen zeigt sich, daß Anlagen mit wenigen und schmalen Flügeln die höchste Energieausbeute erreichen. Der Typ, der sich fast weltweit als Standard durchsetzt, ist die dreiflüglige Windkraftanlage. Gegenüber zweiblättrigen Rotoren besitzt sie einen ruhigeren Lauf, wohingegen die Einflügler eine höhere Sicherheit gegen Böen und große Windgeschwindigkeiten besitzen, da das Rotorblatt bei dieser Konstruktion elastisch aufgehängt werden kann. Von einem ästhetischen Gesichtspunkt aus betrachtet wirken Einflügler aber etwas befremdlich, insbesondere wenn man sie mit der ‚Ausgewogenheit’ von dreiblättrigen Rotoren vergleicht.

Inzwischen zeichnen sich aber auch Entwicklungen ab, die den Vertikalachssystemen (s.d.) den Vorzug geben. Im Anschluß an die Länderbetrachtung werde ich noch ausführlich auf diese Systeme eingehen – ebenso wie auf einige weitere, neuere Formen der Windenergienutzung.

In der folgenden Tabelle sind die ‚normalen’ und die optimierten Wirkungsgrade der verschiedenen Windsysteme aufgeführt, wie sie von Jack Park in seinem ‚Wind Power Book’ (1981) aufgeführt worden sind. Einige dieser Systeme werde ich später noch detaillierter beschreiben.

 

Windsystem

Wirkungsgrad in %

Einfache Konstruktion

Optimierte Konstruktion

Vielblattrotor-Wasserpumpe

10

30

Windsegel-Wasserpumpe

10

25

Darrieus-Wasserpumpe

15

30

Savonius-Wasserpumpe

10

20

Kleiner Dreiblatt-Windlader (bis 2 kW)

20

30

Mittlerer Dreiblatt-Windlader (2 bis 2 kW)

20

30

Großer Dreiblatt-Windgenerator (über 10 kW)

-

30 – 45

Darrieus-Windgenerator

15

35


Inzwischen geht die Optimierung der Komponenten- und Systemwirkungsgrade weiter, und einige der Systeme zeigen auch eine ausgesprochene ‚Entwicklungsbereitschaft’. Allerdings geht der Trend bis Ende des letzten Jahrhunderts weiter in Richtung gleichartiger, nur immer größerer Systeme. Diese Entwicklung ist teilweise in der Analyse der Windkraftentwicklung in Deutschland dokumentiert (s.d.).

1997 weist eine internationale Übersicht des Windkraftanlagen-Marktes bereits über 300 verschiedene Anlagen auf, in Leistungsgrößen von 0,02 kW (z.B. Rutland WG 500 für 204 £) bis 1,5 MW (z.B. Tacke TW 1.5 für 3.088.000 Mio. DM).

Von der etwa 4,3 · 1015 W betragenden globalen Windleistung sollen bis zu 20 · 1012  W nutzbar sein. Und oftmals besteht auch der Wille dazu. Im Folgenden sind die Ergebnisse einiger Potentialstudien im Hinblick auf den europäischen Raum skizziert:

 

1984 – Studie von MBB im Auftrag der EG: In den Ländern der EG können 150.000 kleine Windanlagen errichtet werden, außerdem gibt es 170.000 Standorte für Großwindanlagen mit mehr als 100 m Durchmesser.

1993 – Das ALTANER-Programm der EG  (Alternative Energieerzeugung): Bis 2005 sollten EG-weit mindestens 8.000 MW Windstrom erzeugt werden können.

1993 – Der Europäische Windenergieverband (EWEA): Bis 2030 sollen 100.000 MW aus der Windenergie stammen, das wären ca. 10 % der europäischen Energieerzeugung.

1997 – Das Institut für solare Energieversorgung (ISET): Es gibt gute Chancen in Deutschland, die Windenergieleistung bis 2005 auf 5.000 MW auszubauen.

1997 – Studie im Auftrag deutscher Industrieverbände: Durch den Ausbau der Windenergie bis 2005 auf 10.000 MW ließe sich knapp ein Viertel der geplanten Reduzierung des Kohlendioxid-Ausstoßes erzielen.

1999 – Der Bundesverband Windenergie (BWE): Ab 2003 wird sich die Zahl der Windkraftanlagen auf dem Land nicht weiter erhöhen, sondern von da an werden nur noch bereits bestehende Anlagen durch leistungsfähigere ersetzt. 2010 könnten auf dem Land 12.000 MW und durch Offshore-Anlagen 17.000 MW Leistung erzielt werden.

2005 – Klimatologen der kalifornischen Stanford University veröffentlichen im Mai eine Weltkarte der Winde. Dazu wurden die Windmessungen eines Jahres von 7.500 Wetterstationen und 500 Meßballons ausgewertet. Ermittelt wurden die Windstärken, die in 80 Meter Höhe herrschen, wo sich die Rotoren drehen. Mit einem neuen mathematischen Verfahren wurden aus bodennahe Windmessungen die Windgeschwindigkeiten in größerer Höhe errechnet. Das Ergebnis: Würden in all jenen Gebieten Windkraftanlagen aufgestellt, die als optimal gelten, könnten etwa 72 Terawatt erzeugt werden, also das 40-fache des Weltbedarfs an elektrischer Energie im Jahr 2000.

2006 – Der Präsident des Bundesverbands Windenergie gibt im Juli bekannt, daß im vergangenen Jahr 2005 weltweit neue Windkraftanlagen mit einer Leistung von 11.800 MW ans Netz gegangen sind, was der Jahresstromproduktion von drei Kernkraftwerken entspricht. Den Prognosen für den Windenergie-Weltmarkt zufolge werden ab 2020 pro Jahr weltweit Windkraftanlagen mit einer Leistung von rund 160.000 MW errichtet, was der tatsächlichen Leistung von 40 Kernreaktoren entspräche!

2006 – die Europäische Windenergieassoziation EWEA erklärt, daß sie bestrebt sei, den Windenergieanteil europaweit bis zum Jahre 2020 auf 12 % auszudehnen. Andere Quellen reden sogar davon, daß bis 2020 europaweit 180 GW Windenergie 20 % des Strombedarfs decken sollen. Heute arbeiten europaweit Anlagen mit 40.000 MW Kapazität, 18.428 MW davon in Deutschland.

2007 -  Im Jahr 2006 wurden nach Schätzungen des Bundesverbands WindEnergie (BWE) weltweit Windenergieanlagen mit einer Leistung von ca. 15.000 MW neu errichtet. Spitzenreiter sind abermals die USA mit einem geschätzten Zubau von 2.700 MW. Insgesamt steigt damit die weltweit installierte Kapazität auf nahezu 75.000 MW. Die Anlagen können rund 180 Mrd. kWh produzieren, das entspricht mehr als einem Prozent des globalen Strombedarfs. Der Weltmarkt für Windenergieanlagen nähert sich 2006 der Marke von 15 Mrd. €, 2005 waren es 10,6 Mrd.


Anfang 2008 zeigt sich, daß die Windkraft weltweit ‚Aufwind’ hat. Der Global Wind Energy Council (GWEC) berichtet, daß 2007 weltweit rund 20 GW neu installiert wurden. Der Umfang der Neuinstallationen liegt damit um 30 % höher als 2006, und die weltweit installierte Leistung wächst um 27 %. Die meisten Windräder werden in den USA aufgestellt, wo die Kapazitäten um 5,2 GW zunahmen. Nummer zwei der Weltrangliste ist Spanien mit 3,5 GW, dicht gefolgt von China mit 3,4 GW.

Größter Markt für Windanlagen bleibt aber weiterhin Europa, wo die Kapazitäten 2007 um 18 % auf 56.535 MW erhöht werden. Damit sind auf dem Kontinent nunmehr 61 % der weltweit installierten Windenergie-Leistung beheimatet. Motor der Expansion ist mit 3.522 MW neu installierter Leistung Spanien – was der höchste jährliche Zubau ist, der bislang je in einem europäischen Land erreicht wird. In Deutschland und Großbritannien verlangsamt sich das Wachstum hingegen.

Dafür wachsen die Märkte in Asien rapide, 2007 werden immerhin schon mehr als ein Viertel aller Windräder in Fernost bzw. in Südasien installiert. Allein in der Volksrepublik China nimmt die Kapazität um 156 % zu, so daß sich dort bereits Windmühlen mit einer Leistung von 6 GW drehen, in Wettbewerb mit Indien, wo inzwischen 8 GW installiert sind.

Da schon über die Hälfte der neuen Anlagen in China von heimischen Herstellern geliefert werden, wird für die nächsten Jahre damit gerechnet, daß die chinesischen Anlagenbauer im großen Maßstab in den Export einsteigen und weltweit die Preise drücken.

Im Mai 2008 gibt das Internationale Wirtschaftsforum Regenerative Energien (IWR) in Münster aktuelle Zahlen bekannt, denen zufolge die weltweite Windenergie-Leistung erstmals die Grenze von 100.000 MW überschritten hat. Die Stromerzeugung steigt auf über 200 Milliarden Kilowattstunden. Die internationalen Perspektiven für den Windmarkt mit einem Jahresvolumen von derzeit rund 20 Milliarden € sind weiterhin sehr positiv.

Das Windaufkommen weltweit

Windaufkommen weltweit

Im Dezember 2008 stellt das US-Unternehmen 3Tier aus Seattle auf der 14. UN Klima-Konferenz in Poznań, Polen, eine weltweite Karte des Windaufkommens in hoher Auflösung (5 km) vor, die in Netz kostenlos abrufbar ist – nachdem man zwei Monate zuvor bereits eine ähnliche Karte für die Sonneneinstrahlung auf der westlichen Hemisphäre freigeschaltet hatte.

In den Folgejahren werden diese Karten weiter aktualisiert, sodaß beispielsweise auch die Differenzen zwischen dem vorhergesagten und tatsächlichen Windaufkommen im Zuge des El Niño im Jahr 2009 erkennbar werden.

Die Jahresbilanz Windenergie des Jahres 2008 läßt sich wie folgt zusammenfassen: ein Zuwachs um 28,8 % oder rund 27 GW auf eine global installierte Gesamtleistung von mehr als 120,8 GW. Der weltweit größte Markt blieb auch 2008 die USA, wo zwischen 8 und 9 GW Leistung neu installiert worden sind. In Deutschland wurden 2008 im Inland 866 Windenergieanlagen mit einer Leistung von 1.665 MW neu errichtet. Damit sind Ende 2008 in Deutschland 20.301 Windenergieanlagen mit einer Gesamtleistung von 23.902 MW in Betrieb. Die Windkraftbranche in Deutschland wird inzwischen vor allem vom Export getragen, der etwa 80 % des Umsatzes ausmacht.

Am schnellsten holt China auf, wo in diesem Jahr 6,3 GW hinzukamen, womit dort gegenwärtig 12,2 GW installiert sind. Zum Vergleich: Auf gesamteuropäischer Ebene sind zu diesem Zeitpunkt Windkraftanlagen mit knapp 65 GW in Betrieb.

Die ersten Meldungen über eine Verlangsamung der Windgeschwindigkeiten in den USA, vor allem entlang und östlich des Mississippi, stammen von Eugene Takle (Iowa State University) und Sara Pryor (Indiana University), die Mitte 2009 über einen 10 %-igen Rückgang entlang der Ostküste in über einem Jahrzehnt berichten. Ähnliche Geschwindigkeitsreduzierungen bemerken auch Wissenschaftler in Australien und Europa.

In Deutschland wird erst im Oktober 2010 darüber berichtet, als französische Atmosphärenforscher um Robert Vautard vom Forschungszentrum für Klima und Umwelt (LSCE) in Gif-sur-Yvette zu dem Ergebnis kommen, daß die Kraft der Bodenwinde auf der Nordhalbkugel in den vergangenen 30 Jahren um 10 – 50 % nachgelassen hat. Hinter der Entwicklung vermuten sie die zunehmende Bebauung sowie mehr Vegetation und Veränderungen der Landwirtschaft.

Im April 2009 veröffentlicht ein internationalen Forscherteam aus den USA, Großbritannien und Finnland um Michael McElroy von der Harvard University in Cambridge eine neue Potential-Analyse, bei der es zu dem Schluß kommt, daß mit Hilfe von Rotoren weltweit theoretisch bis zu 1,3 Millionen Terawattstunden (TWh) pro Jahr erzeugt werden könnten.

Im Juni 2010 startet die spanische EU-Präsidentschaft die European Wind Initiative (EWI) – einen sich über 10 Jahre erstreckenden und mit 6 Mrd. € ausgestatteten Forschungs- und Entwicklungsplan für die Windenergiebranche. Die EWI ist in dem Strategic Energy Technology Plan (SET-Plan) der EU verwurzelt und war im Jahr 2009 von der Europäischen Kommission veröffentlicht wurden. Nun wird sie von EU-Institutionen, Mitgliedstaaten, TPWind und der European Energy Research Alliance (EERA) implementiert.

Die klaren Ziele sind die Beibehaltung Europas Technologieführerschaft in der Onshore- und Offshore-Windkraft, die Deckung von 20 % des europäischen Strombedarfs durch Windenergie im Jahr 2020, 33 % im Jahr 2030, und 50 % im Jahr 2050, sowie in der EU im Bereich der Windenergie bis 2020 insgesamt 250.000 neue qualifizierte Arbeitsplätze zu schaffen. Dabei soll sich das EWI auf vier Technologiebereiche konzentrieren: neue Anlagen und Komponenten, Offshore-Technik, Netzintegration, sowie Ressourcenbewertung und Raumplanung.

Die weltweite Zubaurate des Jahres 2009 beträgt 37.466 MW, von denen knapp 10.000 MW auf das Konto der USA sowie 13.000 MW auf das Chinas gehen. Rund um den Globus werden rund 63,5 Mrd. $ in neue Windprojekte investiert. Weltweit sind Ende 2009 Windkraftwerke mit 157.899 MW Gesamtleistung installiert.

Nachdem der Ausbau der Windenergie in Deutschland im Jahr 2009 gegenüber dem Vorjahr angestiegen ist, verlangsamt er sich 2010 wieder etwas. Zuwachs gibt es hingegen beim sogenannten Repowering, dem Ersatz von Altanlagen.

2010 werden neue Anlagen mit einer Leistung von 1.551 MW errichtet, womit zum Jahresende landesweit 27.214 MW installiert sind.

In China wächst die Windenergiekapazität in 2010 im Vergleich zum Vorjahr um 62 %, womit das Land mit nun 41,8 GW installierter Leistung zum weltgrößten Produzenten von Windenergie wird und die USA (40,2 GW) vom ersten Platz verdrängt. Allerdings bleibt eine große Zahl der Neuinstallationen aufgrund der schwachen Netzinfrastruktur off-grid, und im August 2010 sind lediglich 22,9 GW an das Stromnetz angeschlossen.

Der globale Zubau im Jahr 2010 beträgt mit 37,6 GW ähnlich viel wie im Jahr zuvor.

Im Jahr 2011 erreicht der Weltmarkt für Windenergie-Anlagen – den Zahlen der World Wind Energy Association (WWEA) und des Global Wind Energy Council (GWEC) zufolge – mit einem Zubau von 42 GW dafür einen neuen Rekord. Damit beträgt die weltweit installierte Windenergie-Leistung bereits 239 GW.

Etwa 75 Länder haben derzeit kommerzielle Windkraftanlagen, von denen 22 bereits die 1-GW-Grenze überschritten haben. Dabei bleibt China der Weltmarktführer mit neu installierten 18 GW und einer kumulierten Leistung von etwa 63 GW, was mehr als einem Viertel der weltweiten Windenergie-Leistung entspricht. Mehr über die Entwicklungen der einzelnen Länder findet sich in der Länderaufstellung (s.d.).

Im Jahr 2012 entscheidet sich das Wettrennen wieder zugunsten der USA, wo ein Zubau um 13.124 MW gezählt wird, während China diesmal nur auf 12.960 MW kommt. Daneben gehören zu den ersten fünf Ausbauländern Deutschland, Indien und Großbritannien. Durch den weltweiten Neubau von fast 45 GW Kapazität beträgt die installierte Gesamtleistung nun knapp 286 GW. Damit stellt die Windenergie bereits 2,62 % des global benötigten Stroms bereit.

Nach Angaben der European Wind Energy Association (EWEA) überschreitet die EU im September 2012 die beachtliche Marke von 100 GW. Mit 4,3 GW macht Offshore-Windkraft davon noch den kleinsten Teil aus, allerdings werden allein in diesem Jahr Windräder mit 1 GW im Meer installiert. Die 10 größte Onshore-Windfarmen in Europa sind zu diesem Zeitpunkt:

  • Fontanele and Cogaelac (Rumänien), 240 GE-Turbinen, 600 MW
  • Whitelee (Großbritannien), 215 Siemens-Turbinen, 538 MW
  • Viking (Großbritannien), 103 Siemens-Turbinen, 371 MW
  • Clyde (Großbritannien), 152 Siemens-Turbinen, 350 MW
  • Penn y Cymoedd (Großbritannien), 76 tbd-Turbinen, 256 MW
  • Alto Minho (Portugal), 120 Enercon-Turbinen, 240 MW
  • Vento Minho (Portugal), 120 Enercon-Turbinen, 240 MW
  • Österreich), 79 Enercon-Turbinen, 237 MW
  • Maranón (Spanien), 104 Games-Turbinen, 208 MW
  • Dornell (Großbritannien), 59 Vestas-Turbinen, 177 MW 

Windstömungen weltweit

Windstömungen weltweit

Aus einer Mitte 2013 veröffentlichten Studie des Umweltbundesamt geht hervor, daß das Potential für die Windenergie in Deutschland weitaus größer ist als bisher angenommen: In der BRD sollen sich Onshore-Rotoren mit einer Leistung von bis zu 1.190 GW aufstellen und jährlich bis zu 2,9 Mio. GWh Strom aus dem Wind gewinnen lassen – was fünfmal so viel Elektrizität ist, wie im Vorjahr in Deutschland verbraucht wurde.

Im Jahr 2013 erreicht Globale Windenergie-Leistung 300 GW.

Eine äußerst ästhetische und sinnvolle interaktive Visualisierung von Windmustern auf der ganzen Welt, die auf Wetterdaten des Global Forecast System aus dem National Center for Environmental Prediction basiert, wird Ende 2013 im Netz freigeschaltet.

Die zoombare graphische Darstellung wird alle 3 Stunden aktualisiert, was ziemlich nahe an der Echtzeit ist, wenn man bedenkt, daß die Datenmenge den gesamten Planeten abdeckt.


Kommen wir nun zu den Anwendungen der Windenergie – beginnend mit der Renaissance der Segelschiffe.


Segelschiffe


In diesem Kapitelteil sollen - ungeachtet des Titels - nicht nur neue Segelschiffe behandelt werden, sondern auch andere Arten von Booten und Schiffen, die mit Hilfe des Windes bewegt werden oder diesen anderweitig verwerten. Denn ein Segel ist keineswegs die einzige Methode, die Windenergie zu nutzen.

Die Geschichte der Segelboote möchte ich hier nicht rekapitulieren, da sie auf vielen anderen Seiten ausreichend und umfassend präsentiert wird. Allerdings haben auch Windmühlen-Boote (Autogiro Boats) eine lange Geschichte, die weit weniger bekannt ist und mindestens bis zu der City of Ragusa im Jahr 1870 zurückreicht (der alte Name für Dubrovnik). Gerüchteweise soll dieses Schiff mittels seiner Rotoren sogar den Atlantik überquert haben – was sich nach Lektüre der Logbücher jedoch als unzutreffend herausstellt, ebenso wie die Abbildung aus der Juni-Ausgabe des Magazins Illustrated London News, die wohl eher auf die Phantasie des Illustrators zurückgeht.

City of Ragusa

City of Ragusa

Das nur 6 m lange umgebaute Rettungsboot überquert mit zwei Männern und einem Hund an Bord zwischen Juli und September 1870 tatsächlich den Atlantik von Ost nach West, von Liverpool bis Boston, wobei die Idee dafür und für den Einsatz der Windkraftanlage, um auch gegen den Wind voranzukommen, auf den als exzentrisch bezeichneten Iren John Buckley zurückgeht. Als 2. Mann war der Kroate Pietro di Costa (o. Nicholas Primoraz aka Nikola Primorac) mit an Bord, wie der Hund hieß, ließ sich nicht herausfinden.

In Realita wird diese Fahrt unter normalen Segeln durchgeführt – während der Unterwasser-Propeller, der ursprünglich mit der Windmühle verbunden war, zumindest theoretisch aus der Kabine des Bootes aus von Hand gedreht werden konnte, jedoch nicht zum Einsatz kam. Die Windmühlen-Ausrüstung war in Liverpool eigentlich installiert worden, um das Boot als Werbegag für di Costas Tabakwarengeschäft zu nutzen, auf der Atlantiküberwuerung ist die Windkraftanlage jedenfalls nicht an Bord.

Auf die Gegenwind-Boote und -Fahrzeuge werde ich weiter unten noch ausführlich eingehen (s.d.).


Seit den 1970er Jahren bekommt eine der ältesten Nutzformen des Windes wieder ‚frischen Wind’: Neue Segelschiffe und sogar Segeltanker für bivalenten Betrieb durchfahren wieder energiesparend die Weltmeere, Enwickler stellen neue Designs und Hybridformen vor.

Im Sportbereich haben sich Wind- und Strandsurfer weltweit verbreitet, es gibt aber auch schon Landsegler (oder Windmobile), wie die des kalifornischen Unternehmers James L. Amick, der 1973 auf dem Tecumseh Products Co. airport in Michigan mit seinen Fahrversuchen beginnt. Auch über diese Technologien berichte ich weiter unten noch ausführlich, hier soll es erst einmal nur um Wasserfahrzeuge gehen.

In den 1970er Jahren wird an der Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt (HSVA) und vom Bundesministerium für Forschung und Technik gefördert ein modernes Rigg für den Einsatz auf Lastenseglern in Indonesien entwickelt.

Das maßgeblich von dem Hamburger Schiffsbauingenieur Peter Schenzle entwickelte und in einem bilateralen Forschungsvorhaben in Indonesien gebaute Indosail-Frachtschiff Maruta Jaja ist seit 1993 im Einsatz und beliefert vor allem Borneo mit Massengütern.

Das Schiff erzielt außerdem mehrere Regattaerfolge und bewährt sich im jahrelangen Einsatz, wobei die Entlastung des Dieselmotors zu einer Treibstoffersparnis von bis zu 70 % führt. Im Folgejahr 1994 wird das Versuchsboot mit einem Designpreis ausgezeichnet. Das hier abgebildete Foto stammt vom September 1996.


Inzwischen besegeln zwei weitere Schiffe mit diesem Indosailrigg die Weltmeere. Eines davon ist der umgebaute Fischdampfer von Greenpeace, der ab dem Juli 1989 unter dem Namen Rainbow Warrior II bekannt wird und durch die Besegelung 41 % Treibstoff einspart.

Dieses Schiff wir nach vielen Abenteuern im Jahre 2011 an die NGO Friendship in Bangaladesh übergeben, um als schwimmendes Krankenhaus zu dienen, während die Fassmer Werft im niedersächsischen Berne, Deutschland, seit 2009 bereits an dem Nachfolger Rainbow Warrior III baut, der im Oktober 2011 in Dienst gestellt wird – pünktlich zum 40. Geburtstag der Organisation.

Es ist das erste Aktionsschiff, das von vornherein als Segelschiff konzipiert wurde. Das 838 GT Boot hat eine Länge von 58 m und eine eine Breite von 11,5 m, besitzt zwei 54 m hohe Masten mit einer Segelfläche von 1.325 m2 und ist mit zwei Hilfsmaschinen sowie einem Elektromotor für Geschwindigkeiten bis 10 Knoten ausgestattet.

Und zur Erinnerung: Das erste Greenpeace-Schiff, die Rainbow Warrior I, wird im Juli 1985 bei einen Anschlag des französischen Geheimdienstes DGSE versenkt, während sie im neuseeländischen Auckland im Hafen liegt, wobei der Greenpeace-Fotograf Fernando Perreira getötet wird...


In den 1980er Jahren recht berühmt werden die Schiffe des Meeresforschers Jacques-Yves Cousteau, die – obwohl häufig so dargestellt – nicht durch Flettner-Rotoren, sondern durch sogenannte Turbosails (Turbovoile) angetrieben werden, bei denen eine Absaugtechnik zum Einsatz kommt.

Turbosail-Patent

Turbosail-Patent

Cousteau und seine Mitarbeiter, die Prof. Lucien Malavard und dessen Doktorand Bertrand Charrier von der Université Pierre et Marie Curie in Paris, verwenden für ihre Erfindung einen festen Hohlzylinder mit ovalem Querschnitt, der wie ein Schornstein aussieht und wie eine Tragfläche funktioniert. Er kommt ohne eigene Drehbewegung aus. Eine bewegliche Klappe verbessert die die Trennung zwischen Innen- und Außenbogen. Innerhalb der Röhre wird durch einen innen liegenden 12 PS Ventilator und siebartige Öffnungen ein Unterdruck auf einer der Seiten des Segels erzeugt. Damit soll die gleiche Leistung wie durch einen konventionellen 150 PS Motor erbracht werden.

Nach rund 600 Windkanaltests wird das Turbosail erstmals 1981 auf einem gebtauchten, 22 m langen Katamaran montiert, der den klangvollen Namen Moulin à Vent I bekommt. Im November desselben Jahres wird auch die erste US-Patentanmeldung eingereicht (US-Nr. 324624) – die später allerdings zugunsten einer, dann auch erteilten, Neuanmeldung 1984 aufgegeben wird (US-Nr. 4.630.997, von 1986).

Um das neuartige Segel-System zu testen, wird im Oktober 1982 eine Überfahrt von Tanger nach New York durchgeführt. Nach erfolgreicher Fahrt, und nicht mehr weit von der amerikanischen Küste, gerät der Katamaran allerdings einen Sturm mit Windstärke 9, bei dem der 13,5 m hohe Turbosail-Prototyp herunterkommt und ins Meer stürzt. Cousteaus Gruppe richtet ihre Aufmerksamkeit daraufhin auf ein größeres Schiff, die Alcyone (Tochter des Windes) – während der Katamaran 1994 mit einem Aluminium-Mast und Standardsegel ausgerüstet wird.

Alcyone

Alcyone

Das neue Schiff, das mit zwei der inzwischen auch als Malavard-Cousteau- bzw. Cousteau-Pechiney-Turbosails bekannten Systeme ausgestattet ist, wird von der Firma Pourprix in Lyon konstruiert und beim Aluminium-Konzern Cegedur-Pechiney in Voreppe, Deptartment Isère, in Auftrag gegeben; gebaut wird es anschließend in der Werft Société Nouvelle des Ateliers et Chantiers de la Rochelle-Pallice. Der Betrieb der beiden jeweils 10,2 m hohen Turbosails mit einem Durchmesser von 1,35 m erfolgt mittels zweier Dieselmotoren, welche die notwendige Saugkraft zur Verfügung stellen. Dazu enthalten beide Segel auch noch axiale Turbinen für die Stromerzeugung. Die beiden Zylinder mit ihrer Gesamtberfläche von 42 m2 liefern etwa 25 – 30 % der Antriebsenergie zur Unterstützung des Schraubenantriebs.

Schon bald nach dem Stapellauf im April 1985 überquert Cousteau mit der 31 m langen und 76 t schweren Alcyone den Atlantik ohne jeden Zwischenfall, und setzt seine Erprobungsfahrt anschließend in den Pazifik fort. Die inzwischen erschwinglichen Computer optimieren die Funktionsweise der Turbosails und Motoren. Dadurch wird eine konstante Geschwindigkeit erreicht, indem die Motoren automatisch übernehmen, wenn der Wind abflaut, während sie vollständig stoppen, wenn ein Wind von ausreichender Stärke in der richtigen Richtung bläst. Das Schiff ist noch lange Zeit für die Cousteau Society unterwegs, und wird 1993 für einen Preis von knapp 2 Mio. $ verkauft.

Ab 1985 wird für Cousteau das 66 m lange und 800 t schwere Forschungsschiff Calypso II geplant, das ebenfalls mit zwei Turbosegeln mit einer projizierten Segelfläche von 150 m2 ausgerüstet werden sollte. Andere Pläne sahen nur ein einziges Turbosail vor. Durch den Tod von Cousteau wird das Vorhaben aber nicht verwirklicht.

Nachdem das Turbosail-System durch die französische Firma Cegedur-Pechiney serienreif gemacht wird, erhält im Jahr 1986/1987 auch ein 600 t Chemietanker ebenfalls dieses System - wobei ich bislang aber noch keine Details über diesen Einsatz gefunden haben.


Im Jahr 1981 rüstet die von Lloyd Bergeson gegründete US-Amerikanische Firma Windship Development Corp. aus Norwell, Massachusetts, den griechischen 3.000 t (andere Quellen: 3.100 t) Frachter Mini-Lace der Ceres Hellenic Shipping Enterprises aus Piräus mit einem 30,5 m hohen und vollständig drehbaren Stahlmast aus, der ein 279 m2 großes Segel trägt. Das Schiff operiert von New Orleans aus in der Karibik.

Es soll die Effizienz des Kraftstoffverbrauchs steigern und dem Schiff zusätzliche Geschwindigkeit und erhöhte Stabilität bieten. Tatsächlich zeigt sich nach einer Betriebsdauer von 15 Monaten, daß sich der Kraftstoffverbrauch um 24 % verringert hat, was mehr ist als die eigentlich erwarteten 20 % Einsparung. In besonders günstigen Situationen werden sogar bis zu 30 % erreicht. Ein weiterer Vorteil ist, daß das Schiff auch in rauhen Gewässern seine Fahrtgeschwindigkeit nicht reduzieren muß. Zwar soll das Unternehmen im Anschluß daran an einer weiterentwickelten Version mit einem Starrsegel arbeiten, doch dafür habe ich noch keine Belege finden können.

Daneben beschäftigt sich Bergeson auch intensiv und erfolgreich mit dem Flettner-Rotor als Schiffsantrieb (s.d.).

 

Gama

Gama

Eine von Bob Date und Peter Gardiner angführte Gruppe, die auch als ,The Bristol Mob’ bekannt ist, konstruiert mit der Gama einen Quersegler-Katamaran (Proa) mit geneigtem Flügel, der ursprünglich im Jahr 1983 von Adrian Thompson konzipiert worden ist, um Peter Gardiner das Erreichen eines Geschwindigkeitsrekords mit 24,58 Knoten zu ermöglichen.

Für diese Boots- bzw. Segeltechnologie macht sich besonders Robert Biegler aus Norwegen stark, der im Lauf der Zeit auch eine voll funktionsfähige Proa mit Gelenkflosse entwickelt.

Daneben wird zunehmend auch an Soft Wing Sails gearbeitet, die Dschunkensegeln (JunkRig) nachempfunden sind. Die Fangemeinde dieser Segelform wächst zusehendst, und die im Jahr 1980 gegründete Junk Rig Association gibt ein eigenes Fachblatt heraus und führt Ralleys durch.

Au-erdem werden noch diverse andere Formen von Tragflächen-Segeln entworfen, deren Auflistung aber den Rahmen sprengen würde. Trotzdem geht es mit der Umsetzung von Neuentwicklungen nur sehr langsam vorwärts.


Eine Kombination von Windkraftanlage und Schiff bildet das Konzept von Günter Wagner aus List (auf Sylt), mit dem dieser 1982 an die Öffentlichkeit geht.

Durch das Kippen der Rotorachse um 45° sollen große Windkraftanlagen auch an Deck von Frachtern installiert werden können. Damit würden bei Offshore-Anlage die sehr aufwendigen Tragkonstuktionen und Masten entfallen, die andernfalls unter Wasser verankert werden müssen.

Nach ersten Versuchen muß die Flügellänge allerdings von 25 m auf 15 m reduziert werden, und auch sonst gibt es so viele Anfangsschwierigkeiten, daß dieses Projekt bald darauf endgültig eingestellt wird.

Das Patent meldet Wagner unter dem Namen der Schweizer Firma Oeko-Energie AG in Zürich erst im März 1985 an (EP-Nr. 193624, erteilt im September 1986).


Ende 1982 soll von der Kieler Lindenau-Werft der 6.500 t schwere Chemietanker Indio ausgeliefert werden, mitsamt zwei jeweils 200 m2 großen und computergesteuerten Segeln. Man erhofft sich davon eine Treibstoffersparnis von 20 %. Leider wird das Projekt nicht realisiert.

Starrsegel-Boote Zefyr und Planesail

Zefyr und Planesail

Der in London zugelassene Frachter Ashington wird zwischen 1986 und 1988 mit einem Wingsail ausgerüstet, der den Antrieb entlasten soll. Man rechnet mit einer Einsparung von 10 %. Die Erfahrungswerte zeigen, daß das Segel etwa 8 % des Schubs der Schiffsmaschinen leisten kann. Bei dem Wingsail handelt es sich um ein 8 t schweres Starrsegel der 1982 gegeründeten Firma Walker Wingsail Systems plc (später: Wingtek plc), deren weitere Arbeit jedoch stark durch den Preisverfall des Erdöls behindert wird.

Das Unternehmen beschließt daraufhin, sich auf Luxusyachten zu konzentrieren und baut bis 2001 mehrere Trimarane mit Starrsegeln, darunter vier Stück des 13 m langen Modells Zefyr.

Auf dem Foto ist neben einer Zefyr auch die 16 m lange Planesail zu sehen. In Folge langer Gerichtstreitigkeiten muß das Unternehmen jedoch Konkurs anmelden.

2001 wird eine Studie in Auftrag gegeben um das Zukunftspotential des Wingsail abzuschätzen. Alison Cooke arbeitet diese gemeinsam mit ehemaligen Wingsail-Mitarbeitern, Segel-Designern, Studenten und Akademikern der Cambridge University aus. Über weitere Aktivitäten oder Umsetzungen ist jedoch nichts bekannt.

Auch die Starrsegel-Technologie (ebenfalls als Tragflächen-Segel oder Speedsail bekannt) von Wingsail hat ihre Vorläufer, wie beispielsweise Bernard Smith, der schon in den 1950ern damit beginnt, ein ‚ultimatives’ Segel zu entwickeln.

Im Laufe der Jahre baut er diverse Modelle und Boote – wie das hier wiedergegebene Boot Monomaran – und schlägt mit seinem ‚Sailloon Concept’ eine überraschende Weiterentwicklung vor, bei der das Segel aus einer großen, ballonartigen Tragfläche besteht, die das Boot  nicht nur antreibt sondern auch leichter macht.

Auf seiner von 2000 bis 2003 gepflegten Homepage zeigt Paul Dunlop die Entwicklungen von Smith – nebst einer Vielzahl weiterer Kollegen mit ihren jeweiligen Segelbooten.

In einem im Mai 1996 veröffentlichen Artikel des US-Magazins Pacific Maritime wird darüber berichtet, daß in den Jahren 1984 bis 1993 auch zwi japanische Frachter, die Aqua City und die Usuki Pioneer, mit Starrsegeln ausgerüstet worden sind.

Shin Aitoku Maru

Shin Aitoku Maru

In dieser Zeit sollen zwar 30 – 40 % der Treibstoffkosten eingespart worden sein, doch hohe Wartungskosten und die später fallenden Ölpreise führen dennoch zum Abbruch des Projekts.

Ab 1980 fährt der japanische Frachter Shin Aitoku Maru mit zwei großen computerkontrollierten Starrsegeln über die Weltmeere. Bereits nach vier Betriebsjahren erreicht das Schiff eine Kraftstoffeinsparung von 50 % im Vergleich zu konventionellen Frachtern gleicher Größe und Bauart. Außerdem zeigt sich, daß die Segel zu einem deutlich verringerten Rollen, Kippen und Gieren führen, was als weiterer Faktor für ihren Erfolg gewertet wird.

Die für die Entwicklung verantwortliche Japan Marine Machinery Development Association (JAMDA) stattet im Laufe der nächsten drei Jahre sechs weitere Schiffe mit verschiedenen Segeln aus, die ihren Dienst in heimischen Gewässern leisten.

Im Juni 1984 wird der 26,000 MT Frachter Usuki Pioneer auf Kiel gelegt, der bereits im November seinen Stapellauf feiern kann. Das 162,5 m lange und 25,2 m breite Schiff, das auf der Saiki Werft der Firma Usuid Iron Works gebaut wurde und 15.700 t Fracht aufnehmen kann, ist mit zwei Soft-Segeln ausgestattet. Bei einer Höhe von 16 m und einer Breite von 20 m ergibt sich eine Segelfläche von 320 m2 pro Segel.

Jedes Segel ist außerdem in einen oberen und einen unteren Abschnitt  unterteilt, die separat aufgerollt und entfaltet werden können. Dies ermöglicht dem Schiff, Windgeschwindigkeiten bis zu 25 m/s effektiv nutzen zu können. Da das Schiff auf der Nordpazifik-Route verkehren wird, wo die klimatischen Bedingungen oft sehr kalt sind, wurde ein spezielles, kälteresistentes Segeltuch ausgewählt – außerdem sind die Segel mit einem Enteisungssystem ausgestattet.

Starrsegel-Boot Tahiticat

Tahiticat

Neben dem Segelsystem verfügt das Schiff über eine beträchtliche Anzahl weiterer Energiesparmaßnahmen, sodaß eine Kraftstoffersparnis von 15 – 40 % erwartet wird.

Ansonsten wird erst wieder im Jahr 1990 ein Schiff damit neu ausgerüstet, nämlich der koreanischen Frachter Swift Wings, der zwei Starrsegel erhält.

Auf den Yachtsektor gibt es bereits mehrere Hersteller, die Boote mit Starrsegeln anbieten, wie die Firma Chantier Naval Gilles Triboulat (Tahiticat, 18 Knoten Höchstgeschwindigkeit) bzw. die Omer wing sail Ltd. in Israel (wing sail Mark II) - oder die noch am entwickeln sind, wie die Wing Sails Co. in Vancouver, Kanada, das Aeroskimmer Wingsail Team in Holland oder die amerikanische Gruppe Windrocket mit ihrem 5 m langen US wingsailer.

Ein phantastisches und überaus detailliertes Buch mit futuristischen wie auch realistischen Konzepten zukünftiger Segelschiffe bildet das Werk ‚Windschiffe’ von Helmut Risch und Jochen Bertholdt, das 1990 im VEB Verlag Technik Berlin erscheint.

Windrotor-Schiff Grafik

Windrotor-Schiff (Grafik)

Hieraus sind auch die beiden hier abgebildeten Zeichnungen entnommen – als Beispiele für die schier unglaubliche Bandbreite an technisch denkbaren Umsetzungsformen, die von den Autoren in ihrem üppig bebildertem Werk vorgestellt werden.


Schon 1975 beginnt Alain Thébault von einem ,fliegenden Segel-Trimaran’ zu träumen, doch es dauert bis 1994, bis er gemeinsam mit seinem Team am 1. Oktober zur Jungfernfahrt aufbrechen kann.

2005 überquert die mit Unterwasser-Tragflächen ausgestattete und 18,24 m lange und 5,5 t (andere Quellen: 7 t) schwere L’Hydroptère den Ärmelkanal – schneller als dies Blériot 1909 in seinem Flugzeug geschafft hat. Das mit 400 m2 Segelfläche bestückte Schiff, das seinen Namen von den griechischen Wörtern hydros (Wasser) und ptère (Flügel) hat, bricht Anfang 2007 zwei Geschwindigkeitsweltrekorde mit Spitzenwerten von 41,69 bzw. 44,81 Knoten.

Nun arbeitet Thébault am Durchbruch der bislang unerreichten Grenze von 50 Knoten, was in der Welt des Segelns als genauso wichtig betrachtet wird wie der Durchbruch der Schallmauer bei Flugzeugen.

L’Hydroptère

L’Hydroptère

Im Dezember 2008 kentert das Schiff bei einem vielversprechenden Rekordversuch mit 55 Knoten, doch im Jahr 2009 kann die Hydroptère erstmals wieder Rekorde über beide Kurzstrecken erzielen: 51,36 Knoten (95,22 km/h) über 500 Meter und 50,17 Knoten (92,91 km/h) über die Seemeile.

Dabei soll bei einer Windgeschwindigkeit von nur 30 Knoten kurzzeitig auch die 100 km/h Grenze überschritten worden sein.

Nach zwei Europa-Tourneen wird das Tragflügelboot 2010 nach Los Angeles transportiert, wo es im März 2011 an dem Transpacific record teilnehmen und dabei von LA nach Honolulu, Hawaii, segeln will.

Anderen Quellen zufolge hat der Franzose Alexandre Caizergues bereits 2008 auf seinem von einem Drachen gezogenen Kiteboard eine Geschwindigkeit von 50,57 Knoten erreicht. Über die Technologie der von Drachen gezogenen Boote werde ich weiter unten noch zu sprechen kommen (s.d.).


Auf der Ausstellung ‚boot 95’ in Düsseldorf stellt der Erfinder Wilhelm Brinkmann 1995 ein 10,5 m langes Schiff mit einem selbststellenden, reffbaren Halbflügelsegel vor, welches innerhalb von zwei Minuten elektrohydraulisch oder manuell eingefahren werden kann. Das trapezförmig geteilte Segel von 24 m2, das den dreiteiligen Teleskop-Mast aus elastischer Kohlenstoff-Faser umhüllt, ist durch aerodynamische Optimierung so effektiv wie ein konventionelles Segel von 36 oder mehr Quadratmetern.

Das 6-Personen-Boot soll unter dem Namen Wing Traveler in der Delta Werft in Köpenick (Berlin) hergestellt werden und zu einem Preis ab 300.000 DM zu haben sein. Bei durchschnittlichen Windstärken wird eine Geschwindigkeit von 7 bis 8 Knoten (= ca. 13 km/h) versprochen.


Im Dezember 1997 berichtet die Presse, daß ein Team der Fachhochschule Furtwangen um die Professoren Rolf Katzsch und Reiner Schmid ein 11,3 m langes Segelschiff namens RelationShip baut, das Anfang des Folgejahres ohne Crew an Bord selbst- und ferngesteuert in mehreren Etappen rund um den Globus schippern soll.

Das aus Zedernholz, Epoxidharz und Kohlefaser gabaute Boot, eine modifizierte Echo Class des US-Designers Dick Newick, der auch Haupsposor des Projekts ist, besitzt einen 13 m hohen, drehbaren Kohlefasermast und 53 m2 Segelfläche.

Während der Fahrt sollen zwei bewegliche, hochauflösende Farbkameras die Sicht des Geisterschiffs auf Stürme und Sonnenuntergänge via Satellit ins Internet funken, versorgt von 20 m2 Hochleistungssolarzellen.

Tatsächlich schafft es der 3 Mio. DM teure Trimaran im August 1998 aber nur bis zu den Azoren, da das Projekt mit dem internationalen Seerechts zu kämpfen hat und deshalb von einem bemannten Schiff begleitet werden muß. Das Seerecht verbucht ein derartiges unbemanntes Schiff trotz Selbst- und Fernsteuerung derzeit in der Kategorie ,Treibgut’. Würde es entwendet, käme dies nur einer anstößigen, nicht aber rechtswidrigen Inbesitznahme gleich.

Im April 1999 soll die erste unbemannte Etappe von Bayona nach La Palma auf den Kanarischen Inseln, begleitet von einer Yacht im Abstand von ca. 2 Seemeilen, gesegelt werden, um den Beweis anzutreten, daß das Konzept technisch realisierbar ist. Zur unbemannten Nordatlantikumsegelung soll dann im Juni gestartet werden, zur Beobachtung vom Hochseekatamaran Moby Dick begleitet.

Tatsächlich geht es dann aber erst im Juni 2000 los, mit Kurs auf die Azoren, doch immer wieder  gibt es Energieprobleme auf dem Trimaran. Im Juli bricht die RelationShip mit Kurs auf Lajes/Flores auf, um nur Stunden später zurückzukehren, da die Bordspannung kontinuierlich abfällt. Der Rest ist ein Abgesang: Im Mai 2002 liegt das Schiff immer noch auf der Azoreninsel Terceira, und im Juli 2003 wird es ausgeschlachtet.

 

In den Jahren 2000 und 2001 wird Richard Dryden von der britischen Organisation National Endowment for Science, Technology, and the Arts (NESTA)dabei gefördert, sein ‚Transition Rig’ fortzuentwickeln, das der seit 1983 passionierte Windsurfer Insekten- oder Fledermausflügeln nachempfunden hat.

Neben kleineren Segeln entwickelt Dryden bereits Ende der 1980er Jahre ein ausfaltbares Rigg, das in Containern an Deck verstaut werden kann und so den Löschbetrieb von Frachtschiffen nicht stört. Auch diese Segel sehen aus wie Fledermausflügel und lassen sich auch genauso spreizen bzw. aus ihren Hülsen ausklappen.

bat wing sails auf Schiffsmodell

bat wing sails (Modell)

Dryden schlägt seine ‚bat wing sails’ für große Frachtschiffe und Tanker vor, wo mehrere der kartuschenförmigen Segelhülsen auf Deck installiert werden sollen.

Elementar ist die Tatsche, daß die segmentierten Flügel-Segel ihre Form verändern können. Sie bilden damit eine weitere und sehr interessante Umsetzung aus dem Feld die Bionik.

2002 und 2005 beteiligt sich Dryden mit seinem Segelflügel-Konzept an Wettbewerben - einmal als Transition Dinghy gestaltet (hierfür erhält er eine Auszeichnung der London Boat Show 2003), und zum anderen als sogenanntes Flèche (ein Dreiecksegel, für das er den 1. Preis für Designs und Konzepte der London Boat Show 2006 gewinnt).


Von Karsten Bittner und Michael Block stammt 2002 das Schiffskonzept Indiga, zunächst nur als Bauskizzen und als virtuelles Modell.

Mit dem Segel-Großraumschiff sollen weltweite Expeditionskreuzfahrten angeboten.

Sail Log Modell

Sail Log (Modell)

Eine Entwicklung mit ausgefeiltem, historisch nachempfundenem Rigg stammt von Kapitän Hans-Bernd Schwab.

Sein Unternehmen Sail Log AG plant 2003 als Ergebnis der mehr als 10-jährigen Forschung den Bau des größten Segelschiffs der Welt und dessen Einsatz als Bulk-Carrier für den Massenguttransport.

Ein Modell des Prototyps existiert bereits, doch um für das Projekt die Segel zu setzen wird ein Startkapital von ca. 30 Mio. € benötigt.


Ein Projekt, das nach über 50 Jahren endlich auf zunehmende Resonanz stößt, ist das Dynaschiff, ein riesiger Frachtsegler des deutschen Ingenieurs Wilhelm Prölss.

Das von ihm erfundene Dynarigg ist ein Segel ohne Takelage mit drehbaren Masten, das erstmals eine durchgehende Segelfläche an den Masten aufweist und sowohl für große Frachtschiffe wie auch für Yachten geeignet ist.

Prölss mit Dynarigg-Modell

Prölss mit Dynarigg-Modell

Prölss entwickelt das Dynarigg Ende der 1960er Jahre an der Hamburgischen Schiffbau-Versuchsanstalt, als er gemeinsam mit dem Institut für Schiffahrt der Universität Hamburg an einer neuartigen Besegelung für Frachtschiffe arbeitet. Einfach zu bedienende Vierecksegel mit bis zu 9.000 m2 Fläche an fünf Masten sollen die Renaissance der Windkraft für die Berufsschiffahrt einleiten.

Der 1974 verstorbene Hamburger Erfinder träumte davon, daß mit dem dynamischen Rigg Frachter ausgerüstet werden, die mit bis zu 20 Knoten auf fast allen Kursen nur mit Windkraft vorankommen.

Die Idee Prölss fließt 2006 in den Bau eines Dreimasters mit einem Dynarigg ein, also mit automatisiert betriebenen Rahsegeln. Da der größte Teil des Wissens mit den Jahren jedoch verloren gegangen ist, muß der niederländische Schiffskonstrukteur Gerry Dijkstra bei der Konzeption der Maltese Falcon quasi von vorn anfangen.

Die Yacht des amerikanischen Internetmilliardärs Tom Perkins sieht aus wie die strenge Version eines Windjammers und wird für rund 88 Mio. € bei Perini Navi in der Türkei gebaut.

Das 88 m lange und knapp 13 m breite Schiff verfügt über drei 58 m hohe Masten mit je sechs Rahen, an denen die Segel mit einer Gesamtfläche von 2.400 m2 aufgespannt werden. Die gerefften Segel verbergen sich aufgerollt im Mast und werden beim Setzen motorgetrieben nach außen gezogen. Oben und unten werden sie wie in Vorhangschienen geführt. Das System soll doppelt so effizient sein wie ein konventionelles Rahsegel und von nur einer Person bedient werden können.

Die Kunststoffsegel können so schräg zum Wind stehen wie an herkömmlichen Yachten, und das Schiff kann im Winkel von 40° gegen den Wind segeln. Windjammer schaffen nur 60° und müssen daher weite Umwege fahren. Auf der Jungfernfahrt, einer Atlantiküberquerung, erreicht die 1.180 t schwere Maltese Falcon eine Geschwindigkeit von 24 Knoten (44,5 km/h), vergleichbar mit Rennbooten. Mitte 2009 verkauft Perkins das luxuriöse Segelschiff für 101 Mio. €.


Weitere neue (große) Segelschiffe und -yachten aus dieser Zeit sind die Schwesterschiffe Wind Star und Wind Spirit’ (Viermaster, Baujahr 1988), die 188 m lange Wind Surf (größtes Segelschiff der Welt, Baujahr 1990), der Royal Clipper (Fünfmast-Vollschiff, Baujahr 1990 - 2000), die Schwesterschiffe ,Star Clipper und ,Star Flyer (Baujahr 1991), die Athena (Baujahr 2004) und die Mirabella V (größte einmastige Segelyacht der Welt, Baujahr 2004).


Ein etwas besonderer Kahn ist Wind-Wasserstoff-Produktionsschiff Hydrogen Challenger, das vom dem Bremerhavener Unternehmen Hydrogen Challenger GmbH entwickelt und im Jahre 2004 fertigstellt wird. Die wissenschaftliche Betreuung des Gesamtkonzeptes übernimmt die Hochschule Bremerhaven.

Hydrogen Challenger

Hydrogen Challenger

Auf dem 66 m langen ehemaligen Küstentanker (Bernd) sind vertikale Windräder in verschiedenen Höhen und Leistungsstärken installiert, mit deren Strom durch Elektrolyse Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff umgewandelt wird. Die Idee ist, in Starkwindgebiete bei Bremerhaven oder Helgoland zu fahren, wo das Potential der Windenergie voll ausgenutzt werden kann um Strom bzw. Wasserstoff zu produzieren und anschließend mit vollen Gastanks zum Kunden zu fahren, an den die Gase verkauft werden. Die Speicherkapazität des Schiffes beträgt 1.194 m3.

Das Unternehmen setzt nach eigenen Aussagen auf die mobile Wind-Wasserstoff-Produktion, weil stationäre Offshore-Windanlagen in ihrer Energieausbeute begrenzt sind und nur die am jeweiligen Standort verfügbare Energie genutzt werden kann.

Nachdem im laufenden Pilotprojekt die wirtschaftliche Tragfähigkeit nachgewiesen ist, sollen weitere Schiffe dieser Art gebaut und in Dienst gestellt werden. So lauteten jedenfalls die Planungen des Unternehmens – die augenscheinlich nie umgesetzt wurden, worauf es im Jahr 2008 von Amts wegen gelöscht wird. Dem letzten Informationsstand nach ist der Hydrogen Challenger seit Juli 2009 in der Deutschen Bucht stationiert (in der Rethe).

Durch persönliche Korrespondenz erfahre ich dankenswerterweise kurz nach dem Update dieses Kapitelteils, das sich das Projekt im Nachhinein als mutmaßlicher Subventionsbetrug entpuppte. Das verwendete Schiff hat nie Fahrten in seiner geplanten Funktion gemacht, und der Umwandler, der den Wasserstoff erzeugen sollte, wurde vom Hersteller im guten Glauben geliefert, später aber wieder zurückgeholt, da die Rechnung nicht bezahlt wurde.

Ebenso lief die viel zu kleine Windturbine im Grunde leer, da der Strom gar nicht verwendet wurde. Hinter dem Projekt steckte eine dubiose Firma, deren Spur später im Sande verlief. Vermutlich aus dem Grund, daß sich die Wirtschaftsförderung Bremerhaven hatte aufs Glatteis führen lassen, wurde die Sache vertuscht, und heute redet niemand mehr darüber. Der verwendete kleine Tanker versank fast im Hafen und kam später auf den Schrott.


‚The Clean Queen Of The Sea’ wird Orcelle heißen und das erste moderne Transportschiff sein, das vollständig mit erneuerbaren Energien betrieben wird. Die drei großen Segel sind gleichzeitig mit Solarzellen belegt, und es gibt eine Anlage um die Wellenenergie zu nutzen. Außerdem wird Wasserstoff hergestellt, gespeichert und in Brennstoffzellen zur Stromerzeugung genutzt. Am 13. März 2005 berichtet die britische Presse ausführlich über das etwa 250 m lange Schiff, das 15 Knoten erreicht und beim skandinavischen Unternehmen Wallenius Wilhelmson in ihrem englischen Büro in Southampton entwickelt wird.

Die Orcelle Grafik

Orcelle (Grafik)

Eingesetzt werden soll das Öko-Schiff zum Transport von jeweils 10.000 Autos aus britischer Herstellung, denn Auftraggeber des Projekts ist die International Shipping Company, die jährlich etwa 160.000 Wagen, darunter Jaguars, Land Rovers und BMWs, nach Australien, Neuseeland und in andere Länder verschifft. Was wahrlich kafkaesk ist wenn man bedenkt, wie viele Abgase diese Autos dann später produzieren werden...

Möglicherweise wird die erste Orcelle schon 2010 vom Stapel laufen, doch die ‚Endversion’ wird wohl erst ab 2025 die Weltmeere befahren, vermuten die Planer. Auch der Preis wird wahrscheinlich höher liegen als bei einem vergleichbaren, konventionellen Frachter, der zur Zeit mit rund 46 Mio. £ zu Buche schlägt.


Kapitän Hartmut B. Schwarz, ehemals Segeloffizier auf der Gorch Fock, dem Segelschulschiff der Bundesmarine, und später Kapitän das Segelkreuzfahrtschiff Sea Clould of Cayman, beschäftigt sich seit Anfang der 1980er Jahre mit der Idee, die Auftriebskräfte, die man bei Flugzeugen nutzt, auch für große Segelschiffe als Vortriebskräfte zu nutzen. Er greift die Idee des Hamburger Schiffsbauingenieurs Wilhelm Prölss auf und entwickelt sie weiter.

Schwarz konzipiert ein 134 m langes Segel-Kreuzfahrtschiff Pinta, dessen Rahsegel eine durchgehende Fläche bilden in ihrer Form Flugzeugtragflächen an erinnerten. Das Schiff soll damit extrem hoch am Wind segeln, also auch dann noch Vortrieb entwickeln, wenn der Wind fast schon von vorne blies. Windkanal-Tests ergeben, daß der Segler rund 22 Knoten schaffen würde – so viel wie ein moderner Motorfrachter.

Zwar gibt es in den 1980ern auch noch einige andere Projekte, Frachter mit Segeln auszustatten, doch das Öl ist noch so billig, daß sich niemand zum Umdenken gezwungen sieht.

Der in Bernau bei Berlin lebende Schwarz, dessen Pinta seinerzeit an der Finanzierung scheiterte, belebt 2006 das Projekt seines Kreuzfahrt-Segelschiffes unter dem Namen Cape Horn wieder und versucht, das 140 m lange Schiff mit Hilfe von 600 Enthusiasten aus den weltweiten Nobel-Yachtclubs zu finanzieren. Anderen Quellen zufolge soll das Dynarigg-Schiff als 220 m langer 4-Mast Combi-Frachtsegler konzipiert werden.

Auf der Homepage von Schwarz sind Fotos von Flügeltests im Windkanal zu sehen, weiter scheint das Projekt aber noch nicht gekommen zu sein.


Modern Windship Grafik

Modern Windship (Grafik)

Zu den anderen Projekten, die 2006 im Gespräch sind, gehört das Modern Windship – ein Starrsegel-Rigg des Dänen Knud E. Hansen, das mehr Vortriebskräfte verspricht, als sie das konventionelle Dynarigg aufweist, dessen Weiterentwicklung jedoch mangels Geld eingefroren werden muß.


Im Juni 2006 findet in Toulouse, Frankreich, der erste Microtransat-Wettbewerb statt, ein freundschaftliches Rennen völlig autonomer Segelboote, das die Entwicklung eben dieser stimulieren soll. Teilnehmer sind drei Teams von der University of Wales in Aberystwyth, dem französischen Institut Supérieure de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE, zuvor als ENSICA bekannt) und der Österreichischen Gesellschaft für innovative Computerwissenschaften (INNOC).

Gewinner des Rennens ist das österreichische Ream um Roland Steltzer mit ihrem InnoCat. Ein zweiter Wettbewerb findet im September 2007 in der Irischen See vor der Küste von Aberystwyth statt. Diesmal nehmen vier Teams daran teil, neben den bisherigen ist neu die kanadische Queens University mit dabei.

Obwohl eigentlich geplant ist, Im Jahr 2008 einen weiteren Wettbewerb des transatlantischen Rennens in der traditionellen Ost-West-Route durchzuführen, das in Portugal starten soll, wird dieser später auf 2010 verschoben und der Startpunkt nach Irland verlegt.

Tatsächlich beginnt das erste transatlantische Rennen ausgehend von Valentia, County Kerry in Irland, im September 2010 – doch von den angemeldeten Teams ist nur das Team der Aberystwyth University in der Lage, sein knapp 3 m langes und etwa 150 kg schweres autonomes Segelboot Pinta auf die Reise zu schicken. Dessen elektrisches Equipment wird von 6 x 20 W Solarpaneelen und 16 x 7 Ah/12 V Blei-Säure-Batterien versorgt. Nach einer Strecke von 87 km autonomen Kreuzens läßt sich das Boot noch weitere 653 km verfolgen, bevor es seine letzte Nachricht sendet und verloren geht.

Das zweite transatlantische Rennen startet im September 2011 von einer Startlinie aus, die sich in Nord/Süd-Richtung von einem Punkt etwa 160 km westlich von Brest, Frankreich, bis zu einem Punkt, etwa 200 km westlich von Bideford, England, erstreckt. Auch diesmal gelingt es nur einem Team, der Mannschaft des ENSTA-Bretagne in Brest, Frankreich, zu starten. Ihr Boot segelt 8 Tage lang, wird dann von einem Zoll-Flugzeug entdeckt, von dem aus Fotos gemacht werden, die schwere Schäden an einem der Segel zeigen. Das Team ist in der Lage, das Boot einige Tage später zu bergen.

Team Joker Boot

Team Joker Robot-Boot

Das dritte transatlantische Rennen wird für das gesamte Jahr 2012 offen gehalten, bei gleicher Start- und Ziellinie wie im Vorjahr. Zwei Teams versuchen es, schaffen es aber nicht, den Microtransat-Wettbewerb im Jahr 2012 abzuschließen. Das Team von ENSTA-Bretagne startet im Juni eine verbesserte Version ihres 1,4 m langen und 13 kg schweren Bootes aus dem Jahr 2011, dessen Meldungen aber nach 113 Stunden abbrechen. Ende August wird das Boot namens Breizh Spirit DCNS an der südlichen Küste von Irland an Land gespült.

Das britische Team Joker um John Silvester aus Ascot, Berkshire, startet sein gleich langes und schweres Boot Snoopy Sloop 8 im November von Barton-on-Sea in Süd-England aus, doch schon 6 Stunden später zerschellt es an einem Felsenstrand in der der Isle of Wight.

Auch das vierte Rennen ist über das gesamte Jahr 2013 offen, an dem sich wiederum nur zwei europäische Teams beteiligen. Dies ist im Juli die Ecole Navale in Brest, Frankreich, deren 3,65 m langer und 300 kg schwerer Erwan 1 nach 4 Tagen seine Sendungen einstellt – Mitte August aber gefunden und gerettet werden kann.

Im Oktober macht das Team Joker einen weiteren Versuch mit einem neuen Boot Snoopy Sloop 9, doch auch dieses wird bereits nach 15 Stunden auf der Isle of Wight an Land geworfen, wird aufgrund seines funktionierenden Trackers aber schnell gefunden und soll nun für einen weiteren Versuch im Jahr 2014 vorbereitet werden.

ABoat Time

ABoat Time

Dieses neue transatlantische Rennen hat beim aktuellen Update im Juni 2014 bereits begonnen, Teilnehmer sind neben dem Team Joker bislang aber nur die US Naval Academy aus Annapolis mit dem 1,2 m langen und 18 kg schweren ABoat Time, das von 12 V LiFe-Akkus versorgt wird, die von einem 15 W Solarpaneel aufgeladen werden, sowie von 6V LiPo-Akkus mit einem 3 W Solarpaneel. Möglicherweise wird auch das britische Team George and Dragon aus Camberley, Surrey, teilnehmen.

Ab 2006 werden auch in Nordamerika ähnliche Wettbewerbe für Roboter-Segelboote durchgeführt, die sich unter dem Namen SailBot speziell an studentische Teams richten und sich auf Hochleistungs-Kurzstreckenrennen konzentrieren. Gastgeber der ersten Veranstaltung ist die Queens University im kanadischen Kingston, Ontario. Der inzwischen genau reglementierte Wettbewerb ist offen für die 1-Meter- und die 2-Meter-Sailbot-Klasse, sowie für eine offene Klasse mit Booten bis zu 4 m Länge.

Im Juni 2014 findet die bereits 8. International Robotic Sailing Regatta (IRSR) statt.

Als ein Spin-off-Wettbewerb von Microtransat wird 2008 die World Robotic Sailing Championships (WRSC) aus der Taufe gehoben, die anschließend jährlich stattfindet und aus einer Reihe von Kurzrennen und anderen Herausforderungen besteht, denen sich die konkurrierenden Boote selbstständig stellen müssen. Auch hier dürfen nur völlig autonome und unbemannte Segelboote bis 4 m Länge teilnehmen. In Verbinung mit dieser Veranstaltung wird auch jeweils eine International Robotic Sailing Conference (IRSC) durchgeführt.

Nach den bisherigen Rennen in Österreich (2008), Portugal (2009), Kanada (2010), Deutschland (2011), Wales/Großbritannien (2012) und Frankreich (2013), findet die bereits siebte Ausgabe der Regatta im September 2014 in Galway, Irland, statt. Auf der WRSC-Seite sind diese Rennen zumeist gut dokumentiert.

Im Juli 2009 segelt beispielsweise ein 4 m langes, autonomes und unbemanntes Segelboot namens Avalon mit, das im Rahmen des Projektes Students Sail Autonomously (SSA) im Studiengang Maschinenbau an der ETH Zürich entwickelt und gebaut worden ist. Es wird allein vom Wind angetrieben und bezieht seinen Strom von Solarzellen. Ursprünglich wollte man damit am Microtransat-Rennen teilnehmen.

Im Frühjahr 2011 beginnt eine Gruppe von Google-Ingenieuren in ihrer frei verfügbaren 20%-Zeit, die Steuerungssoftware für das Boot komplett neu zu schreiben. Anschließend werden Tests auf dem Zürichsee durchgeführt, bei denen Schwierigkeiten mit der Sensorik infolge von Blitzeinwirkung und Verdrahtungsfehlern auftreten. Dies, sowie eine unglückliche Kollision mit der MS Rapperswil, verhindern den für September geplanten Start bei der Microtransat.

In September 2012 legt die 535 kg schwere und mit einem 7,5 m2 großen Sturmsegel ausgestattete Avalon auf dem Mittelmeer in 42 Stunden vollständig autonom 80 Meilen zurück – doch dann bricht der Mast. Es gelingt, den Mast und das Segel zu bergen und das ansonsten unbeschädigte Boot nach Toulon zurückzuschleppen.


Konventionelle Sport-Segelboote gibt es wie Sand am Meer – doch Anfang 2007 wird in der Presse eine gut 25 m lange Yacht des Designers Arnold Freidling aus Santa Barbara, Kalifornien, vorgestellt, bei der die Hydrofoil Technologie zum Einsatz kommt.

Dabei handelt es sich um ein Tragflächenprofil, das sich unter Wasser befindet und das Boot ab einer Geschwindigkeit von 10 Knoten aus dem Wasser hebt. Als Höchstgeschwindigkeit erreicht die eXplorius, die Platz für bis zu 10 Segler bietet, 32 Knoten.

Freidling entwickelte die Yacht im Rahmen seiner Diplomarbeit an der HBK Braunschweig 2006. Er gewinnt promt den Pininfarina Design Award, und ein Jahr später auch den red dot award Designpreis. Umgesetzt wurde das Konzept bislang noch nicht.


Green Jet Grafik

Green Jet (Grafik)

Unter dem Namen Green Jet arbeitet der Designer Erik Sifrer gemeinsam mit seinem Team 2007 an einer 57 m langen vollautomatischen Segelyacht, die von nur einer Person über Touchscreens gesteuert werden kann.

Hydraulische Motoren ziehen die Segel innnerhalb von 30 – 40 Sekunden in 55 m Höhe (die Spitze des Riggs erreicht 62 m Höhe), wobei sich die ‚Aero Sails’ jeweils um bis zu 160° drehen lassen. Da sehr viele Komponenten neu entwickelt werden müssen rechnet man mit Kosten von über 70 Mio. € und einer Entwicklungszeit von 3 – 6 Jahren.


Eine weitere Designperle ist die Voltian der türkischen Designer Hakan Gursu und Sözüm Doğan aus Ankara, die im Oktober 2007 erstmals in den Blogs gezeigt wird, nachdem die Entwickler für ihren futuristischen Schiffsentwurf einen renommierten Designpreis gewinnen.

Das 32 m lange Schiff, das allerdings erst virtuell existiert, hat solide, klapp- und drehbare Flügel-Segel, die überdies beidseitig mit Solarzellen bedeckt sind, die u.a. auch die beiden jeweils 220 PS starken Elektromotoren versorgen.


Twice Lucky

Twice Lucky

Im August 2007 startet Peter Worsley – der uns bei den Gegenwindfahrzeugen wieder begegnen wird – während einem Amateur Yacht Research Society (AYRS) Treffen in Norfolk mit Tests eines selbst entwickelten Flügelsegelboots Twice Lucky.

Der 4 m lange Katamaran vom Typ ,Hawke Surfcat’, der für die Wingsail-Versuche verwendet wird, ist mit einem symmetrischen Flügel (75 x 240 cm) und einem Schwanzflügel ausgestattet (45 x 120 cm), der sich, von der Vorderkante zurückgesetzt, etwa um 15° nach beiden Seiten schwenken läßt.


Forscher an der Universität des Baskenlandes (EHU) beginnen im Jahr 2008 mit einem Projekt, um Segelboote noch umweltfreundlicher zu machen. Dies soll mit Hilfe eines möglichst effizienten Segelboot-Hybridantriebs geschehen. Wenn das Schiff mit Wind in den Segeln fährt, fungiert die Schiffschraube als Turbine, die einen Generator zum Aufladen der Akkus antreibt, die wiederum dabei helfen, daß Andockmanöver im Hafen weitgehend im Elektrobetrieb durchgeführt werden können. Die Projektmittel kommen aus dem Saiotek-Programm der Entwicklungsagentur der baskischen Regierung (SPRI).

Im Mai 2010 steht der nächste Schritt an, die praktische Umsetzung am universitätseigenen, 24 m langen und 80 t schweren Segelschiff Saltillo. Den Initiatoren des Versuchs ist klar, daß sie letztendlich Geschwindigkeit opfern, um Strom zu gewinnen. Wie stark dieser Effekt ist, hängt von verschiedenen Faktoren wie beispielsweise dem Durchmesser der Schiffsschraube und der Zahl der Rotorblätter ab. Leider gibt es auch hier keinerlei weiteren Informationen.


Im März 2009 enthüllt die internationale Schiffbaugruppe STX Europe Nazaire (früher: Chantiers de l’Atlantique) auf der Seatrade Miami den Plan, ein 305 m langes, 60 m breites und 100 m hohes Kreuzfahrt-Segelschiff unter dem Namen Eoseas zu bauen, das neben rund 1.300 Crewmitgliedern 3.326 Passagiere befördern kann.

Eoseas Grafik

Eoseas (Grafik)

Das futuristische, umweltfreundliche und 105.300 t schwere Öko-Schiff soll mit einer Segelfläche von 12.440 m2 aufwarten, die rund 10 % der Antriebsenergie aufbringen; es sind mehrere Tausend Quadratmeter Solarpaneele eingeplant; und sogar das Wasser an Bord soll recycelt werden.

Das Schiff hat 1.434 Passagier- und 560 Crewkabinen, bei denen auf den Einsatz wideraufbereitbarer Materialien geachtet wird. Mit ihren gewaltig großen Segeln soll die Eoseas Kraftstoffeinsparungen von 50 % erzielen.

Um den Reibungswiderstand des Wassers zu reduzieren, soll das Schiff, das einen fünfteiligen Rumpf besitzt (ein Hauptrumpf und vier Schwimmer), mit einem Luftinjektionssystem ausgerüstet werden, das den flachen Rumpf mit einem Strom an Luftblasen bestreicht und eine weitere Treibstoffersparnis von 10 % - 15 % verspricht.

Das Projekt resultiert aus der 7 Mio. € teuren ,ECORIZON’-Studie der STX von 2007 über zukünftige Kreuzfahrtschiffe, deren Energieverbraucht um die Hälfte vermindert ist, das Design wird gemeinsam mit der 1976 in Nantes gegründeten Firma Stirling Design International entwickelt. Der Bau des Schiffes soll 2012 abgeschlossen sein.

Ecorizon Grafik

Ecorizon (Grafik)

Dies scheint allerdings nicht zu klappen, doch im April 2011 kann sich STX France, ein Zweig der STX Europe, immerhin einen ersten Auftrag für seine neue Reihe von Passagierschiffen namens Ecorizon sichern.

Das erste Ecorizon-Schiff ist ein 22 m langes und 7 m breites Meer-Shuttle für die französische Stadt Lorient.

Der 3,2 Mio. € teure Shuttle, der im Juni nächsten Jahres ausgeliefert werden soll, kann 113 Passagiere sowie 10 Fahrräder unterbringen und verfügt neben Sonnenkollektoren auf dem Dach über Superkondensatoren statt Batterien, welche die erforderliche Energie für eine Überfahrt laden.

Mehr über solare und elektrische Boote und Schiffe - ohne Segel - gibt es in dem entsprechenden Kapitelteil der Elektromobilität (s.d.).


Am Sandy Point im australischen Victoria erreicht das australische Boot Macquairie Innovation im März 2009 auf einer Strecke von 500 m eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 50,43 Knoten, bei einer Windgeschwindigkeit von 24 Knoten.

Damit ist das Boot des Macquarie Speed Sailing Team auch das erste Segelschiff der Welt, das eine 500 m Strecke mit über 50 Knoten gesegelt hat.

Die zeitweilig erreichte Höchstgeschwindigkeit auf dem gesamten Kurs liegt sogar bei 54,23 Knoten (~ 100 km/h). Der Rekord muß allerdings noch offiziell anerkannt werden.


Im Oktober 2009 stellt das 2D und 3D Designbüro Lila-Lou London von Kimberly Williams die Entwürfe einer neuen Segelyacht namens Ankida vor, die sich durch eine sehr ungewöhnliche, fast organisch wirkende Segelstruktur auszeichnet.

Ankida Grafik

Ankida (Grafik)

Die Bogen-ähnliche Anordnung der von zwei parallelen Masten ausgehenden Segel soll die Windkräfte besonders effizient nutzen können. Es ermöglicht die größte Flächenleistung und eine optimale Positionierung im Verhältnis zur Windrichtung.

Außerdem verfügt die Superyacht über eine zwischen den Masten magnetisch gelagerte Windkraftanlage, die Strom für den Betrieb und andere Verbraucher liefert und die Ankida damit zu einem in mehrfachem Sinne zu einem windbetriebenen Schiff macht. Leider gibt es dazu keine weiteren details. Die Bedienung wird durch hoch entwickelte Software für Wetter, Navigation und Betrieb automatisiert, um die beste Segel-Konfiguration entsprechend den Bedingungen oder nach Bedürfnissen des Besitzers einzustellen.


Im November 2009 stellt die japanische Schifffahrtsgesellschaft Nippon Yusen K.K. (NYK) ein Prototyp-Modell des NYK Super Eco Ship 2030 vor, das mehrere japanische Unternehmen gemeinsam entwickeln.

Das 353 m lange und 54,6 m breite Containerschiff befindet sich zu dieser Zeit in der Designphase, soll aber bis 2030 zur Anwendungsreife gebracht werden. Das High-Tech-Öko-Schiff soll mit mindestens acht Windsegeln ausgestattet werden, die zusammen eine Fläche von 4.000 m2 haben, außerdem wird das Deck mit insgesamt 31.000 m2 Solarzellen bestückt. Hauptantriebskraft sollen allerdings Brennstoffzellen auf Basis von Flüssigerdgas mit einer Gesamtleistung von 40 MW sein.

Um den Reibungswiderstand unter Wasser zu verbessern, soll das 70.000 t Schiff eine Art Haifischhaut bekommen, an der sich Luftblasen bilden.


BOR 90

BOR 90

Ende 2009 beschäftigt sich die Presse verstärkt mit dem America's Cup, der berühmtesten Regatta der Welt, bei der sich inzwischen im Grunde nur noch die beiden Milliardäre Larry Ellison und Ernesto Bertarelli duellieren – mit hypermodernen Yachten wie der BOR 90 (BMW Oracle Racing), ein 27,4 m langes Dreirumpfboot mit 57 m hohem Flügelsegel (The Wing), das zweieinhalbmal effizienter ist als ein normales Segel und den Trimaran auf fast dreifache Windgeschwindigkeit beschleunigen kann.

Über diese Rennyachten wird in der Mainstream-Presse aber ausreichend berichtet, so daß ich dies hier nicht wiederholen muß.


Die im Jahre 1992 von David Surplus gegründete B9 Energy Group hat ihre Hauptsitze in Nordirland und Großbritannien und beschäftigt sich mit der Entwicklung von Projekten für erneuerbare Energien. 20 Jahre später ist B9 Energy u.a. der größte unabhängige Betreiber von Windparks in Großbritannien.

B9 Shipping ist jener Teil der Gruppe, der durch Zusammenarbeit mit dritten Seiten die Entwicklung von zu 100 % regenerativ betriebenen, wirtschaftlich und technisch tragfähigen Hybridsegelfrachtschiffen beschleunigen will.

Im Januar 2010 stellt B9 Shipping das Konzept eines windbetriebenen Frachtschiffes vor, das Hackschnitzel und Biomasse transportieren soll. Der Rumpf des 100 m lange und 3.000 Tonnen schweren Schiffes wird aus recyceltem Stahl gemacht, und angetrieben wird es durch eine Mischung aus 60 % Wind und 40 % verflüssigtes Methan aus Biogas. Die wirtschaftliche Reichweite beträgt etwa tausend Meilen, weshalb das Schiff zunächst in europäischen Gewässern – vor allem in der Nord- und Ostsee – unterwegs sein und dabei 9.000 Tonnen Fracht tragen soll.

Der Prototyp des neuen Frachtschiffes mit Dynarigg-Segelsystem, der voraussichtlich etwa 24,4 Mio. $ kosten wird, soll im Jahr 2012 seine Segel setzen. Wenn sich das Schiff als erfolgreich erweist, könnten 50 weitere gebaut werden. So schnell geht es dann aber doch nicht.

Mitte 2012 wird bekannt, daß B9 das ganzheitliche Design an der Wolfson Unit for Marine Technology and Industrial Aerodynamics (WUMTIA) der University of Southampton testet. Außerdem wird mit Rolls-Royce zusammengearbeitet, um die für den Einsatz auf Schiffen bereits zertifizierte Bergen-Gasmotor-Serie weiter zu entwickeln, um sie für den Betrieb mit Biogas-Methan geeignet zu machen. Über einen konkreten Baubeginn verlautet noch nichts.


Hermes 66 Grafik

Hermes 66 (Grafik)

Die Luxus-Yacht Hermes 66 des britischen Designers Ben Mazur aus Cardiff wird im Februar 2010 in den Blogs gezeigt. Sie soll laut eigenen Aussagen die weltweit erste wasserstoffbetriebene Yacht werden – wobei erneuerbare Energie genutzt wird, um Wasserstoff und Strom an Bord zu erzeugen.

Das Öko-Yacht-Design soll eine Balance zwischen Luxus und Nachhaltigkeit schaffen, nutzt Hanffasern und Leinöl-basierte Harze und macht Gebrauch von nachhaltigen Tragflächen-Technologien, um die Leistung seiner motorisierten Pendants zu übertreffen, aber ohne dabei das Öko-System zu schädigen.

Für einen Teil seines Bachelor-Abschlusses stellt Mazur Modell im Maßstab 1:10 her, um es ausstellen zu können. Eine Version in voller Größe ist noch nicht geplant.


Im Mai 2010 wird bekannt, daß Forscher an der University of California in Davis um Prof. Maximilian ,Max’ F. Platzer an einer Technologie arbeiten, mit der Segelschiffe Energie aus dem Ozean produzieren können. Das System besteht aus einem 2-Blatt-Rotor, der durch die Schiffsbewegung angetrieben wird und Generatoren zum Drehen bringt, die wiederum Strom erzeugen, der dann verwendet wird um Wasserstoff aus Meerwasser zu erzeugen. Dieser wird an Bord gespeichert und später verwendet, um Elektrizität zu erzeugen. Dem Forschungsteam zufolge kann ein Schiff mit 400 m2 Segelfläche bei einer moderaten Geschwindigkeit von 15 m/s bis zu 100 kW elektrische Leistung erzeugen.

Wobei es etwas verwundert, weshalb so etwas erst erforscht werden muß - schließlich gibt es solche Geräte unter dem Namen Schleppgeneratoren schon seit vielen Jahren, wenn auch zumeist nur in kleinerem Maßstab. Als fast unzerstörbarer Urvater dieser Energiewandler gilt der Ampair, dessen 10 kg schweres Modell UW pro Knoten Fahrt 1 A/12 V erzielt und 1.149 € kostet.

Bis November 2011 ist jedoch noch immer kein Prototyp eines solchen Segelschiff gebaut worden, weshalb Platzer und seine Kollegin Prof. Nesrin Sarigul-Klijn in Kooperation mit der Universität von New South Wales, Australien, weiter daran arbeiten, die Konstruktionsmerkmale und Betriebsparameter von an Schiffen montierten Generatoren zu bestimmen. Dabei werden numerische Analysen durchgeführt und auch eine neue Art von Schwingflügel-Stromerzeuger getestet, den die Forscher als eine Verbesserung gegenüber herkömmlichen Wasserturbinen betrachten. Auf der Grundlage der Experimente und Analysen soll das geplante Segelschiff in der Lage sein, bis zu 1,5 MW elektrische Energie zu liefern.

Das Konzept der Verwendung von Segelschiffen zur Erzeugung von Wasserstoff weckt auch die Aufmerksamkeit des Royal Institute of Technology in Stockholm, Schweden, wo mit Mitteln aus der Europäischen Union ein Team der Abteilung Energietechnik mit einem Neun-Monats-Programm das Konzept zu fördern sucht. Bereits Ende des Jahres veröffentlichen die Forscher ein Buch unter dem Titel ,Aerohydronautical Power Engineering: Is it the Key to Abundant Renewable Energy and Potable Water?’.

Unter dem Stichwort Aerohydronautic träumt Platzer von einer Flotte großer Segelschiffe mit ein elektrischen Leistungen von 1 – 5 MW pro Schiff als Schlüssel zur Erneuerbaren Energie und zu Trinkwasser. Einen entsprechenden Vortrag hält Platzer, der in den 1960er Jahren übrigens auch sechs Jahre lang Mitglied des Saturn-Raketenentwicklungsteam um Wernher von Braun war, beispielsweise im Mai 2013 vor Studenten der SELECT- und THRUST-Initiativen der EU. Ich werde sein energieerzeugendes Konzept an anderer Stelle noch ausführlicher behandeln.


Über das windbetriebene Luftschiff Zeppy 3 des Franzosen Stéphane Rousson, mit dem dieser Mitte 2010 einen Teil des Mittelmeers überqueren will, berichte ich ausführlich im Kapitel über Solarluftschiffe (s.d.).


Der Designer Harry Wood stellt im August 2010 das Konzept seiner Hybrid-Yacht Velantic vor, die durch ihre schlanke, dynamische und intelligente Ästhetik auffällt.

Daß die Hybrid-Yacht in dieser Auflistung erwähnt wird, liegt an ihren ausklappbaren Starrsegeln, während ansonsten mittels leistungsstarken Bio-Diesel-Motoren Fahrt gemacht wird. Bislang gibt es allerdings nur eine kleines Modell dieses interessanten Designs.


Eine gigantische Yacht für die Leute in der Karibik und dem Mittelmeer präsentiert der Designer Jun Han Song aus Detroit, Michigen, im September 2010.

Landscape Grafik

Landscape (Grafik)

Das Schiff mit dem Namen Landscape ist ein 75 m langer und 20 m breiter Trimaran mit zwei hohen Masten, in denen insgesamt 7 Vertikalachse-Windturbinen (Darrieus) untergebracht sind.

Diese Anlagen erzeugen elektrische Energie aus dem Wind, ob das Boot in Ruhe ist oder am Segeln. Außerdem gibt es rund um das Schiff mehrere Flächen mit PV-Paneelen, wie dem oberen Bereich des Oberdecks, des Treppenhauses und der Haube.

Die gewonnene Energie kann verwendet werden, um die Yacht zu betreiben oder um die Lichtquellen und andere Elektronik auf dem Boot zu versorgen.


Nach dem erfolgreichen Stapellauf im September 2010 folgen diverse Berichte über die hauptsächlich als Elektro- und Segelboot konzipierte Luxusyacht Tang, die ihren Akku (indirekt) mit Windenergie auflädt. Entwickelt wird der 18,3 m lange, 8,4 m breite und 15,6 t schwere Katamaran des Modells ,Tag 60’ von dem japanischen Elektroyacht-Hersteller Electric Marine Propulsion (EMP) und dem Akku-Spezialisten International Battery. Die Tag-60-Linie wurde ursprünglich von dem Schiffbauingenieur Greg Young aus Neuseeland entworfen und wird von Tag Yachts in Südafrika hergestellt, während das neue elektrische Antriebssystem von Dave Tether ausgelegt wird.

Wenn sich die Yacht segelnd vorwärts bewegt, treibt das Kielwasser die Schiffsschrauben an, die über einen Generator Strom für den 46 kWh/144 V Lithium-Ionen-Akku erzeugen. Dieser ist nicht nur für den Antrieb der zwei 18 kW Elektromotoren zuständig, sondern versorgt auch alle anderen Gerätschaften an Bord. Dazu gehören ein großer Flachbildschirm ebenso wie ein hochwertiges Soundsystem, zwei Kühlschränke, ein Geschirrspüler und ein Mikrowellenherd. Auch eine Klimaanlage sowie ein Wasseraufbereitungssystem gibt es. Im Hafen kann das Boot an herkömmliche Steckdosen angeschlossen werden.

Für den äußersten Notfall besitzt der Elektro-Katamaran zwei Dieselgeneratoren. Dadurch wird sichergestellt, daß die Luxusyacht mit ihrer stromhungrigen Einrichtung auch bei Windstille ihren Akku aufladen kann. Über herkömmliche Windräder verfügt das Boot allerdings nicht, seine Höchstgeschwindigkeit beträgt 20 Knoten.

Die aus Kohlefaser gefertigte Yacht durchläuft in der St. Francis Bay in Südafrika eine Reihe von Tests und soll im Anschluß daran die Reise über den Atlantik zu seinem zukünftigen Besitzer in Florida antreten. Einer breiten Öffentlichkeit soll das Wasserfahrzeug dann im Februar 2011 auf der Miami Sailboat Show präsentiert werden.

Bei einer späteren Fahrt von Afrika nach Brasilien wird der Antrieb mit fossilem Brennstoff nur eine Stunde lang angestellt, um zu sehen, ob es einen Unterschied macht. Tatsächlich generiert das Schiff unter Segel ausreichende 6 – 7 kW Leistung, um den gesamten Bedarf zu decken. Im Netz läßt sich noch ein Verkaufsangebot von 2011 für die Tang in Höhe von 1,4 Mio. $ finden, danach gibt es keine weiteren Meldungen mehr.


Im Februar 2011 stellt der in Italien lebende russische Designer Igor Lobanov eine Super-Yacht namens Phoenicia vor, bei der historische Einflüsse mit modernem Designs gemischt sind.

Phoenicia Grafik

Phoenicia (Grafik)

Das offene Deck des 100 m langen Segelschiffes ist von einem schön gestalteten Muster umgeben, das von arabischen Designs inspiriert ist – vermutlich aus Ermangelung ausreichend authentischer Vorlagen der echten Phönizier.

Der unkonventionelle Bug erinnert wiederum an die griechischen Trieren, die vor etwa 2.000 Jahren im Mittelmeer verbreitet waren.

Die Super-Yacht besitzt auch einen Hubschrauberlandeplatz, was ansonsten bei Seglern eher ungewöhnlich ist, der sich auch noch verschmälern läßt, solange er nicht benötigt wird.

Im Juni 2014 legt Lobanov mit dem Entwurf einer 133 m langen Mega-Yacht Phoenicia II nach – leider auch hier ohne nähere technische Details zu nennen.


Über ein sehr interessantes Konzept wird im April 2011 berichtet. Dabei geht es um die gemeinschaftliche Entwicklung eines Low-Cost-Roboters, die selbständig im Wind segeln und Öl-Verunreinigungen aufspüren, aber auch bei Ölkatastrophen im Pulk zusammen mit anderen Robotern die Meere reinigen soll.

Die Vision des Protei stammt von Cesar Herada aus Hong Kong, der früher bei Ushahidi sowie im SENSEable City Laboratory des MIT tätig war und japanisch-französische Wurzeln hat.

Ursprünglich will er eine Technologie entwickeln, um Kunststoff-Müll aus dem Nordpazifik zu fischen, wo sich rund 100 Millionen Tonnen in einem riesigen Wirbel drehen. Hierfür benötigt er etwas, das sich sehr langsam bewegt und die natürlichen Bewegungsmuster der Ströme und des Windes nutzt. Als dann die nächste Ölpest zuschlägt, schließt er sich einem Team des MIT an, um eine Technologie zur Säuberung auf Basis Öl-absorbierender Nanomaterialien zu entwickeln, wofür fünf bis zehn Jahre veranschlagt werden.

Aus dieser Beschäftigung heraus entsteht der Protei-Segelroboter, der keine Nanotechnologie verwendet und sich sehr von dem unterscheidet, was am MIT durchgeführt wird. Die Kerntechnologie besteht aus dem Kopf mit Segelantrieb, an den ein herkömmliches ölabsorbierendes Material als Schwanz gehängt wird. Herada rechnet mit einem Absorptionsverhältnis von 1 zu 20, d.h. 1 kg des Sorbens-Auslegers kann 20 Liter Öl absorbieren.

Protei-Segeltest

Protei-Segeltest

Bei einer Schwanzlänge von etwa 20 m könnten so über 2 Tonnen Öl gebunden werden. Und da das Öl ja mit dem Wind treibt, soll der Säuberungsrobot gegen den Wind segeln, um das Öl in den aufeinanderfolgenden Falten des Schwanzes aufzusaugen.

Bislang hat Herada schon sechs kleine Prototypen gebaut, nun arbeitet er gemeinsam mit V2_, einem gemeinnützigen, interdisziplinären Zentrum für Kunst und Technik in Rotterdam, an einem Modell in voller Größe, um snschließend mit Tests unter realen Bedingungen zu beginnen.

Die aktuelle Version des Protei muß vom Ufer aus kontrolliert werden, aber die Vision sieht Tausende von Robot-Schiffen vor, die sich von einem Schwarm-Algorithmen gesteuert und mit Hilfe von GPS-Daten selbständig auf Umweltkatastrophen stürzen.

Die Lizenzierung der Ergebnisse als Open Source Hardware (OSHW) soll dazu beitragen, daß möglichst viele Menschen in allen Teilen der Welt von der Entwicklung profitieren. Als Herada das Projekt auf KickStarter präsentiert, gelingt es im von 331 Unterstützern 33.795 $ einzusammeln, fast 50 % mehr als ursprünglich anvisiert.

Im Juni 2011 ist in den Fachblogs das Konzept einer fliegenden Yacht des Designers Yelken Octuri zu sehen – deren Geschichte leider nur eine Fiktion ist, zumindest bislang.

Octuri zufolge habe er die Hybridyacht für die omanischen Fürsten Aziz, Dawood und Hashim entwickelt, den Chefs der Masqat Airways, damit diese ein ungebundenes Leben entlang der omanischen Küste genießen können. Weshalb es im oberen Deck auch drei Räume nebst einem Badezimmer gibt, während sich im unteren ein Wohnzimmer mit Fenstern oberhalb der Wasserlinie, die Küche und ein Lagerraum befinden.

Die 46,2 m lange, 27 m breite und 50,7 m hohe Yacht ist so konzipiert, daß sich die vier jeweils gut 40 m hohen Masten des Seglers bei Bedarf zurückziehen, um zu Flügeln werden. Im Flugmodus soll das traumhafte Gefährt von vier Dual-Propeller Nissen & Brasseur Powerhead-Motoren angetrieben, während es auf dem Wasser im Wesentlichen die Windkraft nutzt, wofür eine Segelfläche von 1.392 m2 zur Verfügung steht.

Im Flugmodus beträgt die Flügelspannweite 90,4 m und die Höhe 27,6 m. Als Maximalgeschwindigkeit werden 390 km/h, als Flugreichweite 600 km angegeben. Es ist wirklich schade, daß der sympathische Sultan Qabus von Oman Junggeselle geblieben ist – und es die drei Fürsten daher gar nicht gibt.

Eine kleinere Version, die ebenfalls segel- und flugtauglich sein soll, konzipiert Octuri unter dem Arbeitstitel Sailboat-convertible seaplane.


Im gleichen Monat macht eine Meldung die Runde, daß die Passagierfähre Stena Jutlandica der Reederei Stena Line, die zwischen Göteborg und Fredrikshaven verkehrt, aus Gründen einer verbesserten Kraftstoffökonomie sauberen Strom aus zwei vertikalen 4 kW Windkraftanlagen bekommt, die an 4 m hohen Masten auf dem Bug plaziert sind. 

Windrotoren auf der Stena Jutlandica

Windrotoren auf der
Stena Jutlandica

Jährlich können so etwa 23 MWh in den Schiffsenergiekreislauf eingespeist und unter anderem für die Beleuchtung der Autodecks eingesetzt werden.

Als ein interessanter Nebeneffekt erweist sich, daß die Windräder zudem den Luftwiderstand der Fähre reduzieren, wodurch die Fähre nun etwa 80 – 90 Tonnen weniger Treibstoff verbraucht.

Im September 2011 wird in Deutschland erstmals seit über 50 Jahren wieder ein neu gebauter Großsegler getauft: Die Dreimastbark Alexander von Humboldt II. Eignerin des 15 Mio. € teuren Schiffes ist die Deutsche Stiftung Sail Training (DSST), die seit 25 Jahren Jugendlichen und anderen Segelbegeisterten Mitreisemöglichkeiten bietet. Der neue, 65 m lange Windjammer kann 79 Mitseglern an Bord nehmen, und damit 20 mehr als seine Vorgängerin, die legendäre Alexander von Humboldt mit ihren grünen Segeln in Kürze außer Dienst gestellt und verkauft werden soll, da die Unterhaltskosten für das über hundert Jahre alte Schiff zu hoch geworden sind.


Ebenfalls im September 2011 enthüllt der Luxusboot-Bauer Sauter Carbon Offset Design auf der Monaco Yacht Show in Monte Carlo das Konzept einer Hybrid-Yacht namens Emax E-Volution.

Die 66 m lange Solar-Hybrid-Schoner wird als die schnellste und grünste Superyacht unserer Zeit beschrieben – mit einer maximalen Geschwindigkeit von 28 Knoten (mit Diesel-Antrieb) und einer unbegrenzten Kreuzfahrt-Reichweite bei 14 Knoten.

Damit das Boot nicht nur ein Wunschtraum bleibt, arbeitet Sauter mit der Ned Ship Group in der Schweiz zusammen, um ihn zu verwirklichen. Dabei soll jedes Boot auf die individuellen Bedürfnisse eines jeden Kunden angepaßt werden, wobei schon das Basis-Paket äußerst opulent ausfällt.

Neben dem Komfort eines Luxus-Hotels mit sechs Gästekabinen und einer Master-Suite, stehen den Reisenden ein Sonnendeck, ein Pool, ein Freiluftkino, ein Raum zur angemessenen Lagerung von Wein und sogar mehrere Bars im Freien zur Verfügung – welche alle durch elektrischen Strom aus PV-Zellen versorgt werden, die in die Bootsoberflächen aus GFK eingebettet sind.

Es gibt sogar ein Abfallrückgewinnungssystem oberhalb des begehbaren Kühlschranks, der wiederum das Wasser im Jacuzzi des Hauptschlafzimmers erwärmt. Es ist also nicht überraschend, daß als geplanter Verkaufspreis ein Betrag von 40 Mio. $ genannt wird.

Im November stellt Sauter Carbon Offset Design (SCOD) dann das Projekt Emax Deliverance – ein solar-hybrider Supertanker, der mit einer großen Zahl von DynaWings ausgestattet ist.

Emax Deliverance Grafik

Emax Deliverance (Grafik)

Der geplante 330.000 t Tanker mit 426 m Länge, 54 m Breite und einem Tiefgang von 18 m wird entwickelt, um durch die größeren Postpanamax-Schleusen des Panama-Kanals (nach 2014) zu fahren. Im Vergleich zu herkömmlichen Supertankern mit ähnlicher Kapazität ist das neue Design länger und schmaler. Ferner verwendet es ein Widerstand-reduzierendes Mitsubishi Air Lubrication System (MALS), was zusammengenommen zu einem höheren Wirkungsgrad führt.

Der Antrieb erfolgt durch ein Doppelanordnung aus jeweils einem Schubpropeller und einem gegenläufigen, lenkbaren Zugpropeller, die alle von Wärtsilä Dual-Fuel-LNG-Motoren angetrieben werden, während zusätzliche Leistung aus einem PV-Array kommt. Die Energie kann in einem Litihum-Ionen-Akku für den Antrieb oder die spätere Verwendung seitens der verschiedenen Stromverbraucher gespeichert werden.

Daneben ist der Tanker mit zwanzig Masten ausgestattet, an denen computergesteuerte, automatisch manövrierende DynaWing-Segel angebracht sind, die eine variable Segelfläche von bis zu 500.000 m2 bieten.

Den Entwicklern zufolge würde ein Tanker dieser Größe normalerweise einen 30 MW Dieselmotor benötigen, was durch die höhere Effizienz des neuen Rumpfes auf nur 20 MW gesenkt werden kann. 10 MW soll der LNG-Motor zur Verfügung stellen, während die anderen 10 MW durch die Solaranlage (4 MW) bzw. die DynaWing-Segel (4 – 8 MW) bereitgestellt werden.


Aeolus Grafik

Aeolus (Grafik)

Im Oktober 2011 berichten die Fachblogs über die erstaunliche Schöpfung von Yogi Beeuwsaert, einen Trimaran namens Aeolus, von dem der Designer bereits ein Modell aus glasfaserverstärkten PU-Schaum im Maßsstab 1:20 angefertigt hat.

Das beeindruckende Design besitzt einen Torpedokörper und zwei Ausleger, wobei die Rümpfe Tragflächen haben, um die Geschwindigkeit zu erhöhen.

Das in der Grafik leicht überdimensioniert wirkende 18 m hohe Flügelsegel aus zwei Abschnitten wird mittels Simulationen für eine laminare Strömung mit niedriger Geschwindigkeit optimiert.

Über die Spannweite des Windschiffes sind insgesamt 22 m2 Solarpaneele aufgeklebt, um die installierten Systeme zu versorgen und einen Backup-Elektromotor anzutreiben. Die Batterien sind im Kiel untergebracht, um den Schwerpunkt tiefer zu legen.


Und kurz zwischendurch: Im Januar 2012 stellen der französische Skipper Loïck Peyron und seine 13-köpfige Crew mit ihrem 40 m langen Trimaran Banque Populaire V eine neue Bestzeit für eine Weltumseglung auf: Nach 45 Tagen, 13 Stunden, 42 Minuten und 53 Sekunden überquert das Boot die gedachte Ziellinie zwischen dem britischen Lizard Point und dem französischen Brest, womit die alte Bestmarke des Franzosen Franck Cammas aus dem Jahr 2010 um knapp drei Tage verbessert – und die Trophée Jules Verne gewonnen werden kann.


Im April 2012 berichten die Fachblogs erstmals über das 2009 gestartete Wind Challenger Project (WCP) der Universität Tokio (UT), die dabei von den Industriepartnern NYK, MOL, K-Line, Oshima Shipbuilding, Tadano und ClassNK unterstützt wird. Federführend scheint Prof. Kiyoshi Uzawa zu sein, und die Regierung fördert die Arbeiten mit 10 Mio. Yen (ca. 100.000 $).

Das Projekt zielt darauf ab, den Kraftstoffverbrauch von großen Containerschiffen mittels gigantischer, einziehbarer Segel deutlich zu reduzieren. Berechnungen zeigen eine potentielle Reduktion des jährlichen Verbrauchs an Schiffsdiesel um 30 – 50 %. Anstelle der traditionellen textilen Materialien sollen die 50 m hohen und 20 m breiten Segel aus Leichtaluminium und glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt werden.

UT Wind Challenger Testflügel

UT Wind Challenger
Testflügel

In Abhängigkeit von den unterschiedlichen scheinbaren Windwinkel (der Kombination aus dem wahren Wind und dem scheinbaren Wind, der aus der Vorwärtsbewegung des Schiffes resultiert) werden verschiedene Strömungen über die Tragflächensegel erzeugt, die einen Schubvektor von 150° oder mehr ergeben – oder sogar eine Zugkraft, wenn die laminare Strömung in einem noch engeren Winkel über die Tragflächen streicht.

Den Planungen von Anfang 2014 zufolge soll die Technologie erstmals auf einem 80.000 t Schiff umgesetzt werden, mit 5 Segeln, die jeweils 20 m breit und 60 m hoch sind. Bei Windgeschwindigkeiten über 27 Stundenmeilen (12 m/s) soll das Schiff mit Windenergie allein segeln können. Ein kleinerer Prototyp, etwa halb so groß, ist in einer Werft in Nagasaki derzeit im Bau.

Im April ist zu erfahren, daß die Universität ihr Segelsystem bereits seit Januar in einer an Land errichteten Testanlage bei Sasebo Nagasaki erprobt, wo sich ein 20 m hohes und 10 m breites Bauteil aus drei Elementen (Maßstab 1:2,5) teleskopartig ausfahren läßt.

Die geplanten Schiffe werden entsprechend ihrer Größe mit einer ganzen Reihe dieser Segel ausgestattet, deren jeweilige Anstellwinkel individuell gesteuert werden können, um je nach Wetterlage die maximale Antriebskraft zu gewinnen. Bei einem Einzelpreis in Höhe von etwa 2,5 Mio. $ wird erwartet, daß sich die Investition in die computer-gesteuert versenkbaren Flügel in 5 bis 10 Jahren amortisiert. Der Bau und Test des ersten seetauglichen UT Wind Challenger Prototyps soll im Jahr 2016 erfolgen.


Wissenschaftler um Alexander Härting an der Jade Hochschule in Niedersachsen, Deutschland, erforschen in dem internationalen Verbundprojekt ,Sail’ alternative Antriebstechniken für Frachtschiffe, um Kosten und umweltschädliche Emissionen zu senken. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Windkraft.

In dem EU-Forschungsprojekt arbeiten ab Juli 2012 und bis Juni 2015 insgesamt 17 Partner aus sieben Nordsee-Anrainerstaaten zusammen (Deutschland, Niederlande, Belgien, Schweden, Dänemark, Großbritannien und Frankreich), die hierfür über ein Budget von 3,4 Mio. € verfügen.

An der Jade Hochschule soll in erster Linie die Leistungsfähigkeit bestehender Konzepte hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit und Eignung für verschiedene Schiffstypen, Routen und Wetterverhältnisse geprüft werden, wobei an bereits vorhandenen Segelschiffen gemessen wird, wie viel Treibstoff eingespart werden kann, welche Geschwindigkeiten erreicht werden und welche Kurse gefahren werden können.


Der oben bereits erwähnte Elektroyacht-Hersteller Electric Marine Propulsion (EMP) meldet sich im November 2012 ebenfalls mit einem synergetischen Starrsegel für Schiffe zu Wort.

Die neue EnergySail-Technologie, die in starre Segel eingebettete Solarpaneele verwendet, soll die Grundlage für das Aquarius Eco Schiffskonzept des Unternehmens bilden.

Bei schlechtem Wetter oder wenn das Schiff vor Anker liegt, können die Segel gesenkt und gelagert werden, allerdings können die Solarpaneele auch verwendet werden, während das Schiff im Hafen liegt, um Energie in die Batterie-Module zu speichern, wodurch ein völlig emissionsfreier Betrieb möglich ist, solange das Schiff nicht auf See fährt. Eine modifizierte Version des EnergySail kann Solarenergie sammeln, auch wenn sie in die horizontale Stellung abgesenkt ist. Die starren Segel erfordern der Firma zufolge wenig Wartung und halten auch den starken Winden auf See stand.

Neben dem ursprünglichen Frachtschiff-Design mit einer Reihe von 14 starren Segeln stellt EMP auch eine modifizierte Version des Systems für Schiffe wie Marinefregatten vor, wo vier Segel benutzen werden würden, sowie eine Ausführung mit nur zwei Segeln, die für kleinere Küstenpatrouillenschiffe und ähnliches geeignet ist. Eine Einzelsystem-Version für noch kleiner Schiffe ist ebenfalls in der Entwicklung.

Das Unternehmen schätzt, daß der jährlichen Verbrauch eines mit fossilen Brennstoffen betriebenen Schiffes um bis zu 20 % gesenkt werden kann – selbstverständlich in Abhängigkeit von der Anzahl, Größe, Form und Anordnung der EnergySails –, während Schiffe mit einem elektrischen Antriebssystem bis rund 40 % Einsparungen erreichen könnten.

EMP testet derzeit ein Steuersystem, das auf den vorherrschenden Wetterbedingungen basierend jedes EnergySail automatisch heben, senken und positionieren kann. Die ersten Probefahrten sollen im Jahr 2013 beginnen.


Das Thema liegt jedenfalls voll im Trend. Im gleichen November 2012 erscheinen die ersten Berichte über die Pläne der niederländischen Firma Dykstra Naval Architects, deren Ecoliner Fair Winds vier massive und automatische Dynariggs mit einer Fläche von jeweils 1.000 m2 besitzen wird, deren Computer satellitengestützte Wetterdaten verwenden, um die optimale Route für das 138 m lange und 18 m breite Schiff zu berechnen, während es unterwegs ist.

Ecoliner Fair Winds Grafik

Ecoliner Fair Winds (Grafik)

Dykstra plant eine ganze Armada dieser windgestützten Schiffe. Die niederländische Reederei Fair Transport, die mit Dykstra an dem Ecoliner-Design zusammenarbeitet, will die Verwendung der regulären Containerschiffe reduzieren, die jährlich eine Milliarde Tonnen CO2 in die Atmosphäre blasen – und dazu noch jede Menge anderer Giftstoffe, was weitaus schlimmer ist. Mit aus diesem Grund wird das Projekt auch durch EU-Gelder unterstützt.

Die Ecoliner sollen eine Spitzengeschwindigkeit von 18 Knoten erreichen, wobei sie Unterstützung durch einen Elektromotor erhalten, wenn Geschwindigkeiten unter 12 Knoten fällt. Ein interessantes Detail bilden die Mastbäume des Schiffes, da sie beim Laden und Löschen der Ladung auch als Kräne nutzbar sein sollen.

Für die Reederei ist es nach dem traditionellen Zweimaster Tres Hombres, der seit Dezember 2009 in Fahrt ist, das bereits zweite Segel-Frachtschiff-Projekt.

Dieser mit großem Aufwand und viel Herzblut umgebaute Kriegsfischkutter ist 32 m lang und hat eine Kapazität von 34 Tonnen, ursprünglich wurde er 1943 in Swinemünde gebaut. Die Tres Hombres ist der einzige Frachtsegler im Transatlantikverkehr – mit einer jedes Jahr wiederholten Route, die der Österreicher Andreas Lackner, der mit seinen Geschäftspartnern Arjen van der Veen und Jorne Langelaan das Schiff betreibt, so zusammenfaßt, daß sie wirklich Lust auf Meer macht:

„Auf unserer Transatlantikroute stechen wir im Oktober in Holland in See, es geht dann erst nach Norwegen, um Stockfisch abzuholen. Dann weiter nach Frankreich, um Wein zu laden, und in Portugal nehmen wir Olivenöl auf. Danach geht es nach Belém, wo wir Wein und Öl abliefern und im Gegenzug Kaffee und andere fair gehandelte Produkte aus dem Amazonasgebiet laden. Dann segeln wir nach Grenada, für Rum und Kakaobohnen. Damit geht es wieder zurück nach Europa.“

Nach dem Motiv für seinen Einsatz gefragt, antwortet er: „Die 16 größten Transportschiffe zusammen stoßen so viel giftige Abgase aus wie alle Autos der Welt auf einmal.“

Der erste Ecoliner mir 499 Tonnen Kapazität soll im Jahr 2013 vom Stapel gelassen werden, und Fair Transport, unter deren Flagge das Schiff fahren wird, hofft, daß sich die höheren Kosten für den Bau über die geringeren Kraftstoffkosten im Laufe seiner 30-jährigen Lebenszeit amortisieren. Die schönen Segelschiffe sollen jedenfalls so bald wie möglich in Serie gebaut werden.


Einen weiteren Geschwindigkeitsweltrekord im Segeln gibt es im November 2012 zu vermelden: Paul Larsen erreicht mit seiner Vestas Sailrocket II bei einer relativ moderaten ablandigen Brise von etwa 6 Windstärken auf der Walvis Bay in Namibia auf 500 m eine Geschwindigkeit von 65,45 Knoten – was 121,06 km/h entspricht.

Vestas Sailrocket 2

Paul Larsen mit
Vestas Sailrocket II

Bereits 2008 wurde Paul Larson mit seiner Sailrocket I bekannt, als er den Rekord im Schnellsegeln brechen wollte und sich spektakulär überschlug. Das Video wurde rund um den Globus immer wieder gezeigt - doch das Boot war nicht zu retten.

Nun, nach mehr als einem Jahrzehnt unermüdlicher Forschungs- und Entwicklungsarbeit und einigen herben Rückschlägen ist der unbeirrbare Larsen endlich am Ziel. Die Sailrocket 2 schafft den 500 m Rekord mit 59,38 Knoten und legt eine Seemeile mit einem Schnitt von 55,32 Knoten zurück. Der zweite ist ein fast unglaublicher Wert, der sogar die bisherige Bestmarke von 50,17 Knoten, gehalten von L’Hydroptère (s.o.), um 5,15 Knoten oder mehr als 10 % überbietet. Und selbst diese Geschwindigkeit kann Larson wenige Tage später noch einmal überbieten (s.o.).

Die technischen Daten des superschnellen Wassergefährts, das in 16 Monaten bei Vestas in East Cowes auf der Isle of Whight gebaut wird, lauten: Leer-Gewicht 275 kg, Länge 12,2m, Breite 12,2m, Segelfläche des Flügels 22 m2. Eine Besonderheit bildet das weiterentwickelte, vielfach verstellbare Flügel-Segel.


Der ungarische Designer Buzási Szilveszter aus Wien überrascht im Februar 2013 mit dem Entwurf Bionic Sailboat, der sich an bewährten Lösungen der Natur – konkret an Vorbildern aus dem Tierreich orientiert.

Während die Form der vielseitigen Segelyacht von Walen inspiriert ist, die perfekt angepaßt sind, um sich effizient durch das Wasser zu bewegen, basiert das Dual-Segel auf Prinzipien, die von Seevögeln übernommen werden.

Die bislang einzigartige Technik zur Nutzbarmachung des Windes besteht aus zwei Flügeln, die eng an den Seiten des Bootes anliegen, wenn sie nicht in Gebrauch sind, jedoch schnell aufgerichtet werden können, wenn es an der Zeit ist Segel zu setzen.

Die Flügel bilden jeweils eine Einheit mit einem Kiel, womit sie im (ihrerseits) hochgeklappten Zustand das sichere Manövrieren im Hafenbereich sowie langsame Fahrt in sehr flachen Gewässern erlauben.


Auf der Jahreskonferenz der Strategieplattform ,Power-to-Gas’ der Deutschen Energie-Agentur GmbH (dena) und der internationalen Windkonferenz des VDI im Juni 2013 in Berlin stellt Prof. Michael Sterner von der Ostbayerischen Technischen Hochschule (OTH) in Regensburg erstmals das von ihm und seinen Mitarbeitern weiterentwickelte ,Power-to-Gas Konzept 2.0, vor, bei dem die Gewinnung von Ökostrom auf hoher See geschieht. Das Patent dafür war im Vormonat eingereicht worden.

Segelenergie-Prinzip Grafik

Segelenergie-Prinzip
(Grafik)

Unter dem Namen Segelenergie arbeiten die Ingenieure der Hochschule an speziellen Energieschiffen, welche unschöne Windparks ersetzen und sogar Treibstoff für Autos gewinnen sollen. Die Idee hierzu war im Frühjahr 2012 durch Thomas Raith angestoßen worden, worauf im Oktober der offizielle Projektstart unter dem Arbeitstitel Energieschiff 2012 erfolgt.

Speziell entworfene Segelschiffe sollen in Zukunft an ihren Rümpfen Turbinen tragen, die während der Fahrt durch das anströmende Wasser Generatoren antreiben. Mit dem erzeugten Strom wird über ein Elektrolyseverfahren Wasserstoff erzeugt.

Daß Konzept entspricht dem Ansatz der Hydrogen Challenger GmbH knapp 10 Jahre zuvor (s.o.), wobei der Wind im vorliegenden Fall aber nicht durch Windkraftanlagen, sondern durch den induzierten Vortrieb der Schiffe selbst genutzt wird. Das Sterner-Team arbeitet auch an einer Version mit Flettner-Rotoren (s.d.).


Im September 2013 kommt das Windschiff-Projekt des Norwegers Terje Lade in die Presse, einem ehemaligen Profi-Schnellsegler, der mittlerweile als Ingenieur in der Schiffahrtsindustrie tätig ist und in erster Linie konzeptionelle Verbesserungsideen erarbeitet.

Sein neues und spannendes Konzept zur Nutzung der Windkraft sieht ein großes und schlankes, bislang nur auf dem Papier existierendes Cargo-Schiff vor, dessen stählerne Hülle selbst als eine Art Segel fungieren und so den Treibstoffverbrauch um bis zu 60 % reduzieren soll.

Die Idee des Vindskip ist, die gewaltige Stahlhülle eines Frachtschiffes so zu formen, daß der Wind kanalisiert wird, ähnlich wie bei einem herkömmlichen Segel. Um die Windenergie optimal nutzen zu können, muß ein solches Schiff über ein computergesteuertes System verfügen, das den Kurs konstant den Windbedingungen anpaßt. Laut Lades Berechnungen könnte so eine konstante Geschwindigkeit von 14 Knoten erreicht werden.

Das neuartige Windschiff sieht aus wie ein senkrecht aus dem Wasser ragender, gewaltiger Flugzeugflügel, oben abgeplattet und mit einer Kommandobrücke versehen. Mit 200 m Länge, einer Mittschiffsbreite von 34 m und einer Höhe von über 40 m hat es die Dimensionen eines großen sogenannten Roll-on-roll-off-Schiffs, in das Autos, Lastwagen und ganze Züge mit ihrer Ladung selbstständig ein und aus fahren. Ein solcher Rumpf eignet sich im Grunde aber für alle entsprechend großen Schiffstypen, egal ob Fahrzeugtransporter, Container- oder Kreuzfahrtschiff.

Im Wind- und Wellenkanal der Cranfield University in Großbritannien erreicht ein Modell im Frühjahr 2013 bereits 14 Knoten, was als so erfolgreich gilt, daß die Tests vom norwegischen Staatsfernsehen gesendet werden. Zwar ist die Idee damit grundsätzlich bewiesen, ein konkreter Einsatz der Technik ist aber noch nicht in Sicht. Bis dahin arbeiten mehrere Professoren und Wissenschaftler gemeinsam mit der Firma des Erfinder, der im Jahr 2010 gegründeten Lade AS in Ålesund, an der Realisierung seiner bereits patentierten Idee.Die Rumpfform ist bereits weiter verbessert worden, weshalb Lade jetzt überzeugt, daß sein Schiff windgetrieben sogar 17 – 18 Knoten erreichen kann.

Ohne Maschine kommt das Windschiff dennoch nicht aus, denn diese ist nötig, damit es erst einmal seine Reisegeschwindigkeit erreicht und einen genügend starken scheinbaren Wind erzeugen kann. Sobald es jedoch in Fahrt ist, ist Maschinenschub nur dann nötig, um auch bei leichter Brise oder Rückenwind ein konstantes Tempo halten zu können. Da der Wind auf den Weltmeeren im Schnitt die Hälfte der Zeit über aus einem Winkel von 17 – 80° kommt, kann ihn das Windschiff optimal nutzen, egal welche Route der Kapitän einschlägt.


Der Wind läßt sich jedoch nicht nur auf dem Wasser nutzen, deshalb wende ich mich als nächstes den landbasierten Windmobilen zu, also Windwagen, die von Segeln, Windpropellern o.ä. vorwärts bewegt werden. Über von Drachen gezogene Boote und Schiffe werde ich gesondert in einem späteren Absatz sprechen. Zum Thema Elektro- und Solarboote gibt es ein eigenes Kapitelteil (s.d.).


Für reichhaltige Fachinformationen und Hinweise zu alten und neuen Segelschiffen danke ich besonders Herrn Heinz Otto vom Landesverband Hamburg des Bundesverbandes WindEnergie e.V.


Windbetriebene Fahrzeuge


In diesem Kapitelteil geht es um verschiedene Fahrzeuge und andere Objekte, die sich vom Wind angetrieben fortbewegen.

Windwagen, auch Segelwagen, Landsegler, Land- oder Sandyachten genannt, scheinen ursprünglich in China erfunden worden zu sein, wo die windreichen Ebenen im Norden günstige Voraussetzungen für ihren Einsatz bieten. Zum ersten Mal erwähnt wird diese Erfindung in dem ‚Buch vom Meister der goldenen Halle’ des taoistischen Philosophen und Kronprinzen Kao-tsang (Xiao Yi), der später als Gelehrtenkaisers Yuan von Liang bekannt wird und in der Zeit von 552 – 554 n.Chr. herrscht.

Der chinesische, mit Mast und Segel ausgerüstete, Wagen konnte gemäß der Beschreibung 30 Personen befördern und mehrere hundert Kilometer am Tag zurücklegen. Erfunden habe ihn Gaocang Wushu. Ein weiterer Windwagen soll um 610 n.Chr. für den Kaiser Yang aus Sui gebaut worden sein, der von 604 – 617 n.Chr. an der Macht war.

Bislang noch nicht verifizieren konnte ich Informationen nir der Aussage, daß das erste Rennen zwischen windbetriebenen Fahrzeugen bereits im alten Ägypten stattgefunden haben soll. Falls dies stimmt, dann waren die Ägypter die ersten, welche Wind und Räder beim Landtransport genutzt haben.

Über den Windwagen des Italieners Guido von Vigevano von 1335 habe ich weiter oben schon berichtet (s.d.). Auch der italienische Schriftsteller Roberto Valturio o. Valturius (1405 - 1475), der sich in seinem zwischen 1446 und 1455 verfaßten Werk De re militari auch mit U-Booten und anderen Technologien beschäftigt, zeigt darin einen windbetriebenen Wagen, der vermutlich jedoch nie verwirklicht wurde.

Anderen Quellen zufolge soll Valturio diesen Wagen selbst entworfen haben. Auf jeder Seite des Fahrzeug-Rahmens sind zwei Windmühlen mit jeweils vier schräg gestellten Segelflächen angebracht, die ihre Kraft über Wellen und Zapfenräder auf große Antriebsräder übertragen.

Die Idee scheint danach jedoch lange nicht aufgegriffen worden zu sein und wird erst durch die Berichte europäischer Reisender über die chinesischen Windwagen wiederbelebt. So sind auf der ersten in Europa erschienenen Detailkarte von China, die aus der Feder des flämischen Kartographen Abraham Ortelius (1527 - 1598) aus dem Jahre 1584 stammt, mehrere Segelwagen abgebildet, und 1589 schreibt der holländische Kaufmann und Entdecker Jan Huygen van Linschoten (1563 – 1611) über die Chinesen, daß sie als großartige und einfallsreiche Handwerker in der Lage sind, Karren mit Segeln und Rädern anzufertigen, die vom Wind vorangetrieben werden, „gerade so als führen sie auf dem Wasser.“

Statue von Stevin

Statue von Stevin
(Stevinplatz in Brügge)

Ebenfalls angeregt von den Berichten über die Landsegler in China baut der flämische Mathematiker, Physiker und Wasserbauingenieur Simon Stevin (1548 – 1620) etwa um das Jahr 1600 für Prinz Moritz von Oranien den vermutlich ersten Segelwagen in Europa.

Anderen Quellen zufolge baut Stevin dem Prinzen sogar zwei Stück der Zeilwagen oder Windwagen genannten Land-Yachten, die dieser am Strand nutzt, um seine Gäste zu unterhalten.

Gemeinsam mit dem Prinzen und 26 weiteren Personen, darunter auch der Philosoph und Theologe Hugo de Groot (oder Grotius), fährt Stevin die Küste von Scheveningen (heute ein Stadtteil von Den Haag) und Petten entlang, wobei das windbetriebene Fahrzeug eine Strecke von rund 95 km in weniger als zwei Stunden zurücklegt.

Später wird der etwa 8 m lange und 4 m breite Segler, dessen Räder einen Durchmesser von 2 m haben, zur Beförderung schwerbewaffneter Männer entlang der Küste genutzt.

Ansonsten beschäftigt sich Stevin erfolgreich mit der mathematischen Optimierung der damals bereits sei 100 Jahren zur Entwässerung genutzten Windmühlen, deren Effezienz er um das Dreifache steigern kann. Da er sich seine vielen Entwicklungen auch patentieren läßt, wird er davon sogar reich, während die Energie der verbesserten Mühlen dabei hilft, das kleine Land zu einer der größten Schiffsbaunationen Westeuropas zu machen.

Emerson-Entwurf

Emerson-Entwurf

Der Mathematiker William Emerson (1701 - 1782) beschreibt in seinem 1754 in London erschienenen Werk The Principles of Mechanics ein Schiff, das von einer Windmühle betrieben wird, deren Kraft mechanisch auf zwei relativ einfache Schaufelrärer übertragen wird.

Daß das System auch funktioniert, konnte man bei Emerson erwarten: Er tat in der Mechanik nie eine Aussage, die er nicht zuvor in der Praxis getestet hatte, noch veröffentlichte er eine Erfindung, ohne deren Wirksamkeit vorher durch ein Modell zu beweisen.

Danach scheint es jedoch eine Flaute gegeben zu haben, denn erst aus den 1820er Jahren sind uns wieder windbetriebene Kutschen bekannt, die diesmal allerdings nicht von Segeln geschoben, sondern von Drachen gezogen werden (s.d.).

1833 präsentiert das französische Magazin L’audomaroise als Kuriosität einen mit Mast und Segel versehenen Windwagen, der mit einem Hebel (einem Vorläufer des Joysticks?!) gesteuert wird. Leider ist es mir noch nicht gelungen, nähere Informationen darüber zu finden.

Aus den USA stammt das Prairie Ship, das 1860 in Frank Leslie’s Illustrated Newspaper mitsamt Abbildung vorgestellt wird. Es handelt sich um einen Leichtbauwagen mit großen und schmalen Rädern, der wie Schiffe mit Segeln angetrieben wird.

Zeichnung des Nebraska Windwagen

Nebraska Windwagen

Der Wagen, den ein Samuel Peppard aus Kansas gebaut hat, besitzt sogar eine starke Frontbeleuchtung, um Nachtfahrten zu erlauben. Im Sommer 1860 fährt Peppard damit zusammen mit vier Passagieren über das ‚Meer aus Gras’ zu den Goldfeldern von Colorado. In den 1880er Jahren baut auch ein F. B. Cole in Nebraska einen Windwagen, von dem eine zeitgenössische Zeichnung erhalten ist.

Die sportliche Betätigung mit Windmobilen scheint auf das Jahr 1898 zurückzugehen, als die Brüder Dumont aus dem belgischen De Panne am Nordseestrand mit dem Windsurfen beginnen. Das Segel ihrer Landyacht ist dem der Nil-Boote nachempfunden. Die ersten Rennen finden 1909 in Belgien und Frankreich statt.

Aus dem Jahr 1905 stammt das Foto des Baptistischen Missionars John Shields, auf dem mit Zusatzsegeln versehene Schubkarren zu sehen sind, wie die zur damaligen Zeit im Xi’an, China, in Gebrauch sind - und sich vermutlich kaum oder gar nicht von ihren 1.500 Jahre alten Vorläufern unterscheiden.

Berichtet darüber hatten bereits der oben erwähnte Kartograph Abraham Ortelius in seinem Werk Theatrum Orbis Terrarum von 1584, Gonzales de Mendoza im Jahr 1585 (während der Ming Dynastie), Gerardus Mercator (eigentlich Gerard De Kremer aka Gerhard Krämer) in seinem berühmten 1637 erschienenen Atlas, der englische Poet John Milton in einem Gedicht von 1665, sowie Andreas Everardus van Braam Houckgeest im Jahr 1797, der seine Beobachtungen in Shandong beschreibt:

„In der Nähe der südlichen Grenze von Schantung [Shandong] findet man eine Art Schubkarre, die viel größer ist als die von mir (zuvor) beschriebene, und die von einem Pferd oder einem Maultier gezogen wird. Doch stellen Sie sich meine Überraschung vor, als ich heute eine ganze Flotte von Schubkarren von gleiche Größe sah, wobei ich mit Bedacht von einer Flotte spreche, denn jede von ihnen hatte ein Segel an einem kleinen Mast, der in einer Buchse, exakt am vorderen Ende der Schubkarre, befestigt war. Die Segel sind aus Matten gemacht, oder häufiger aus Stoff, fünf oder sechs Fuß hoch [1,5 – 2 m] und drei oder vier Fuß breit (…).“

Während die meisten Segel sehr einfache Stücke aus Stoff waren, sind andere perfekte Miniaturen der auf Dschunken verwendeten Segel, die sich durch den Fahrer leicht verstellen lassen. Die chinesische Schubkarre entwickelt sich aber auch nach Beginn der industriellen Revolution weiter, insbesondere durch Übernahme moderner Materialien und Räder.

Hart-Patent

Hart-Patent

Den Wind zu nutzen, um ein Fahrrad anzutreiben, ist ebenfalls eine ziemlich alte Idee. Erste Spuren dafür ist das Windrad für Fahrräder, das sich ein Sebastian Müller aus Regensburg 1893 patentieren läßt – das Patent von Edward P. Hart aus Rochester, New York, vom Juni 1897, der einen einfachen und effizienten Mechanismus entwickelt hat, mit dem die Windnutzung geschehen soll (US-Nr. 583.533) – oder das recht ähnliche Patent von Thomas Lord Turner aus der Choctaw Nation, Indian Territory, vom Februar 1898 (US-Nr. 599.048), der eine verbesserte Antriebsvorrichtung mit vielen Zahnrädern vorstellt, um ein Zweirad – bei minimaler Zusatzleistung – durch den Wind zu einer Maximalgeschwindigkeit anzutreiben, wie er behauptet.

Über praktische Umsetzungen oder gar Anwendungen in breitere Maßstab ist allerdings nichts bekannt.

Im 19. Jh. und zu Beginn des 20. Jh. werden Landyachten zum Warentransport über die großen, trockenen Seen in den USA und Australien genutzt.

Ebenso kommen zunehmend Eissegler in Mode - mindestens ab 1824, als Isaac Columbus ein Geschäft in Toronto eröffnet und damit beginnt, Werbung für seine Fähigkeit zu machen, unter anderem die ,Eisen von Eisbooten’ reparieren zu können, blüht der Sport dort auf.

Auf dem abgebildeten Foto sind mehrere Eissegler auf der zugefrorenen Toronto Bay zu sehen, im Dezember 1924.

Mendez/Bauder-Patent

Mendez/Bauder-Patent

Ein Patent für Verbesserungen an Windmotoren und Antrieben von Schiffen durch Windkraft wird 1910 von Luis Manuel Mendez und Frederico Bauder aus England eingereicht – aber in Frankreich.

Bei ihrer Innovation handelt es sich um einen großen Senkrechtachser mit vier eckigen und abgeknickten Segeln, der technisch leicht umsetzbar ist (FR-Nr. 416935).

Aus dem Jahr 1920 stammt das Patent von Napoleon Beaudin aus Montreal, Quebec, bei dem es um einen Windgenerator für Flugzeuge geht (US-Nr. 1.362.466). Zwar nicht um diese anzutreiben, aber als alternative Energiequelle bzw. Hilfsantrieb.

Das nicht unkompliziert wirkende System besteht auch zwei vertikalen Luftschächten, die zwischen den Flügeln eines Doppeldeckers angebracht sind.

Den Abbildungen des Patent ist zu entnehmen, daß sich in jedem dieser Schächte zwei Senkrechtachser befinden, die mechanisch eine mittige Achse antreiben, auf welcher wiederum vorn und hinten jeweils ein Zug- bzw. Druckpropeller sitzen, deren Bewegung dem Flugzeug zu zusätzlichem Schub verhelfen soll.

Der in San Francisco lebende deutsche Metallarbeiter Gustav Tust reicht 1922 das Patent für Verbesserungen bei Windmotor-Antriebsregelungen für Schiffe ein (GB-Nr. 203605, erteilt 1923). 

Ein wesentlich einfacheres System als das von Beaudin bildet eine Windkraftanlage für den Luftschiff-Funkbetrieb, die sich Paul Possin aus Philadelphia, Pennsylvania, im April 1929 patentieren läßt (US-Nr. 1.709.684), und die aus kleinen Scheibenläufern besteht, welche neben den Motoren installiert werden um Strom zu erzeugen.

Sail Glider

Sail Glider

Tatsächlich umgesetzt werden allerdings erst wesentlich weiter entwickelte Ausführungen, wie der ausfahrbare Windgenerator für Flugzeuge von Joseph A. Mileti aus Camarillo, Kalifornien, et al, der als Hilfssystem zum Liefern hydraulischer und elektrischer Energie dient (US-Nr. 3.315.085, erteilt 1965).

Im US-Magazin Modern Mechanix wird im August 1929 über das weltweit erste Segelflugzeug berichtet, das keinen Motor hat und nur durch den Wind angetrieben werden soll. Wohlgemerkt: mit einem Segel!

Konstruiert hat das irre Gefährt der französische Erfinder John Demenjoz aus Bridgeport, Connecticut, der sich darin auch ablichten läßt. Immerhin hätte er fast ein Jahr Arbeit in sein 9 m langes, neuartiges Segelflugzeug gesteckt, das eine Spannweite von 12 m hat und qwniger als 270 kg wiegt.

Demenjoz ist zuversichtlich, mit einem Wind von 32 km/h in der Lage zu sein, zu fliegen, und schätzt, dabei eine Geschwindigkeit von 64 km/h zu erreichen.

Ob er tatsächlich in Old Orchard, Maine, die geplanten entscheidenden Tests und Flugversuche mit seiner neuen Erfindung durchführt, wie er es dem Magazin erzählt, nicht bekannt. Aufgrund dieser wirklichen Ausnahme-Idee wäre ich für jegliche sachdienliche Hinweise dankbar...

Recht nett und gemütlich und auch tatsächlich funktional ist der Schienen-Windwagen des pensionierten Marineoffiziers W. H. Slater aus Kent, England, über den dasselbe Magazin im Juli 1931 berichtet. Das Fahrzeug ist aus einem alten Lkw-Chassis hergestellt und wird von einem konventionellen Leinwand-Segel angetrieben.

Slater nutzt seinen Wagen, um über die Schienen einer ehemaligen Zeche die fünf Meilen zu seiner Arbeit und zurück zu fahren, wo er dem Flußufer entlang die Lampen der Anlegestellen anzuschalten hat. Je nach Windstärke entwickelt die Yacht eine Geschwindigkeit zwischen etwa 15 und 40 km/h.

Doch auch wenn ein Auto fährt, wird viel Wind erzeugt – den man doch ausnützen könnte, um wiederum den Wagen anzutreiben, oder etwa nicht?

Die Vorstellung läßt sich mindestens bis zu dem im Jahr 1932 an Giovanni Battista Gillio aus Worchester, Massachusetts, erteilten Patent zurückverfolgen (US-Nr. 1.903.307), dessen martialisch aussehendes Gerät aus einer Batterie von leicht zusammenlaufenden Rohren besteht, die den Fahrtwind des Wagens auf einen waagrecht liegenden Savonius-Rotor richten. Der Ansatz ist interessant genug, um hier abgebildet zu werden.

Gillio-Patent

Gillio-Patent

Patente mit ähnlichem Ansatz aber in sehr unterschiedlichen Dimensionen stammen von Auguste-Anatole Chéherre (FR-Nr. 1042283, erteilt 1953), Mario S. Di Perna (US-Nr. 2.941.613, erteilt 1960), Harold S. Potts (US-Nr. 3.513.326, erteilt 1970), Joseph W. Spahn (US-Nr. 2941613, erteilt 1971), Donald C. Lionts et al (US-Nr. 3.878.913, erteilt 1975), George T. Horvat (US-Nr. 4.002.218, erteilt 1977), Merle D. Haberer (US-Nr. 4.075.545, erteilt 1978), Alain Gauthray (FR-Nr. 2498532, erteilt 1982), sowie Leon Boodman und James P. Malone (US-Nr. 4.314.160, erteilt 1982), die einen Dachaufsatz für Lastwagen vorschlagen.

Ein weiteres derartiges System stammt von Anthony T. Tantalo aus Rochester, New York (US-Nr. 4.437.698, erteilt 1984). Dieses nutzt einen liegenden Savonius-Rotor, der über der Fahrerkabine befestigt ist, ähnlich wie das Patent von Thomas H. Vu aus Arden, North Carolina (US-Nr. 6.838.782, erteilt 2005).

Wahrscheinlich würde eine weitergehende – und internationale! – Recherche noch seitenweise derartige Innovationen ans Tageslicht fördern, die niemals auch nur einen Schritt zu ihrer Verwirklichung getan haben.

Als ein Beispiel aus den späteren Jahren sei aber noch das Patent von Cletus L. Taylor aus Long Beach, Kalifornien, erwähnt, bei dem vor lauter Luftschächten und Rotortrommeln in dem Fahrzeug kaum mehr Raum für Passagiere verbleibt (US-Nr. 5.280.827, erteilt 1994).

Taylor-Patent

Taylor-Patent

Hierbei handelt es sich um ein Elektrofahrzeug mit einer an der Rückseite angebrachten großen Windenergieanlage, wobei sich entlang dem oberen Abschnitt des Fahrzeugs oberhalb der Passagierkabine ein langes Venturirohr erstreckt, das die Strömung von der Vorderseite des Fahrzeugs aus auf den oberen Abschnitt der Turbinenschaufeln des horizontal und quer drehenden Rotors lenkt.

Ein Paar von länglichen Schraubenturbinen befinden sich an der Unterseite des Fahrzeugs innerhalb zwei weiterer Venturirohre, welche ihre Abluft ebenfalls auf den Rotor richten.

Man könnte mit den Erfindern vermutlich stundenlang darüber debattieren, ob ihre Systeme – im besten Fall – nichts anderes tun, als einen Teil der fürs Fahren aufgewendeten Energie zurückzugewinnen, die sich in Form von Fahrtwind äußert. Daß es einen energetischen Gewinn gibt, ist eher unwahrscheinlich... zumindest, solange kein starker Wind exakt von vorne bläst. Trotzdem ist die Idee nicht unterzukriegen, wie wir später noch sehen werden.

Jean-Émile aka Emmanuel Pérriset aus Saone-et-Loire meldet 1941 eine Windkraftanlage für verschiedene Anwendungen an, wobei in dem Patent explizit auf den Einsatz als Schiffsantrieb verwiesen wird (FR-Nr. 878461, erteilt 1943).

Die praktische Entwicklung geht erst wieder zwischen 1947 und 1950 weiter, als Henry Demoury die Technik der Strandsegler stark vorantreibt.

Auf dem Foto ist ein Segelomnibus aus dem Jahr 1949 zu sehen, der am Strand von Norderney unterwegs ist.

Aus dem Jahr 1952 stammt das Patent der in England lebenden Ungarn Miklós, Lajos und Pál Patay (auch der Anwalt heißt Niklos Patay) zur Verbesserung des Antriebs von Wasserfahrzeugen durch den Einsatz der Windkraft (GB-Nr. 677162). Die Struktur sieht eine konventionelle Windmühle vor, die mechanisch an den Propeller gekoppelt ist.

Ab 1960 treten dann moderne, dreirädrige Strandsegler aus Leichtmetallen und Faserverbund-Werkstoffen auf.

Chilcott-Patent

Chilcott-Patent

Eine schon sehr weit entwickelte Ausarbeitung bildet das 1960 von Wladyslaw Zalewski aus London beantragte Patent, der ebenfalls von einer Verbesserung bei Schiffen redet – womit er den Einsatz verschiedener Formen von Turbinen und Rotoren meint (GB-Nr. 993117, erteilt 1965).

Und daß man sich sogar vorstellen kann, die Windenergie zum Antrieb eines Kettenfahrzeugs einzusetzen, zumindest als Spielzeug, belegt das Patent von John Arthur Chilcott von 1965 (GB-Nr. 1146679, erteilt 1969).

Eines der ersten Windmobile, das wie eine fahrende Windmühle von einem Rotor angetrieben wird und damit der ursprünglichen Idee von Vigevano (s.o.) sehr nahe kommt, geht auf den Aerodynamiker Andrew B. Bauer in den 1960er Jahren zurück, wobei es mir bislang aber nicht gelang, nähere Daten zu seinen Wind-Cart herauszufinden.

Er scheint diesen jedoch nicht selbst erfunden, sondern die Idee aus dem Konzeptpapier eines Studenten übernommen zu haben, der ein Praktikum bei der US-Firma McDonald Douglas absolvierte. Anderen Quellen zufolge geht das auch als Douglas Aircraft model bezeichnete und in Windrichtung fahrende Gerät auf eine Meinungsverschiedenheit zwischen zwei Ingenieuren des genannten Unternehmens zurück, von denen einer nicht akzeptieren wollte, daß man windbetrieben schneller fahren könne, als der Wind selbst bläst.

Also wird ein Wagen gebaut ... der bei den Versuchsfahrten mit der 1,2-fachen wahren Windgeschwindigkeit in Windrichtung fährt - und damit alle Skeptiker zum Schweigen bringt. Weiter umgesetzt werden die Erkenntnisse aber nicht. Und auch sonst scheint sich kaum mehr jemand mit den hier behandelten Technologien zu beschäftigen.

Im September 1971 reicht der Brite Arthur Paul Pedrick aus Selsey, Sussex, das Patent für ein ausgesprochen überdimensioniert wirkendes Windkraftsystem ein, das auf Schiffen installiert werden soll (GB-Nr. 1333157, erteilt 1973). Auch ein Francis Norman Potter meldet 1972 ein verbessertes windbetriebenes Wasserfahrzeug an (GB-Nr. 1338463, erteilt 1973).

Krovina-Patent

Krovina-Patent

1975 meldet das britische Unternehmen Send Engineering Ltd. aus Basingstoke, Hampshire, das Patent für ein windbetriebenes Fahrzeug an, das dem Text nach sowohl als Wasser- wie auch als Bodenfahrzeug gestaltet sein kann. Auf den Zeichnungen ist allerdings nur ein Trimaran mit einem konventionellen 2-Blatt-Rotor zu sehen. Als Erfinder wird ein William Frank Maidment benannt (GB-Nr. 1481699, erteilt 1977).

Zwischen 1977 und 1979, entwickelt Arnaud de Rosnay das Speed-sail, das in Verbindung mit Surfbrettern den Sport wieder auf das Wasser zurückführt.

Eindeutig von einem Regenschirm abgeschaut ist die Technologie, die Grundlage des Patents von Peter G. Krovina aus Seattle, Washington, aus dem Jahr 1979 bildet (US-Nr. 4.276.033, erteilt 1981).

Der Einsatz großer vertikaler und omnidirektionaler Windturbinen als Schiffsantrieb ist Inhalt des 1980 von Marvin Garfinkle aus Philadelphia, Pennsylvania, angemeldeten Patents (US-Nr. 4.274.011, erteilt 1981). Dabei denkt der Erfinder an die Umwandlung der Windkraft in elektrische Energie für die Fahrmotoren des von einer Schraube angetriebenen Schiffes.

Bernhard Jöst aus Mannheim beantragt 1981 das Patent für seine Erfindung eines Windantriebs für Wasser- und Landfahrzeuge aller Art (sowie für stationäre Stromerzeuger), der sich durch eine (flexible?) Übertragungswelle auszeichnet, auf der einer oder mehrere Windflügel angeordnet sind (EP-Nr. 0051194, erteilt 1982).

Ernest Belanger aus dem kanadischen Chute-aux-Outardes, Quebec, reicht 1982 ein Patent für ein windbetriebenes Wasserfahrzeug ein (US-Nr. 4.497.631, erteilt 1985), das fast wie ein Schwimmpanzer mit darauf geschraubter Windmühle aussieht.

Daß man sich auch in Frankreich Gedanken darüber macht, Boote und Schiffe mittels Windkraftanlagen anstatt mit Segeln zu betreiben, belegt das 1982 von Didier Costes aus Paris anmeldete Patent über einen Autogyro-Rotor für Katamarane (FR-Nr. 2524569, erteilt 1983), das 1986 von Henri Delattre beantragte Patent (FR-Nr. 2602737, erteilt 1988), ebenso wie das zeitgleich beantragte und erteilte Patent von Michel Gabriel Marie Le Gallic (FR-Nr. 2607557), bei dem ein großer 3-Blatt-Rotor auf einem leicht schrägen Mast angebracht ist, was die Kräfteverteilung optimieren soll. Auch Francois Dufour aus Frankreich meldet 1993 eine windbetriebene Landjacht an (FR-Nr. 2704196, erteilt 1994).

1994 beantragt Steven John Morson aus Bedworth, England, das Patent für eine schwimmende Struktur, die mit Windkraft angetrieben wird (GB-Nr. 2291632, erteilt 1996).

Amick Windmobile von 1973

Windmobile (1973)

Daneben gibt es aber auch Landsegler, wie jene des oben bereits kurz erwähnten kalifornischen Flugzeugingenieurs und Unternehmers James Lewis Amick (1925 – 2002), der im Jahr 1973 mit Fahrversuchen in einem von ihm gestalteten Windmobile beginnt.

Durch die überragende aerodynamische Gestaltung mit gewölbtem Tragflächen-Segel, schlankem Rumpf und Delphin-Nase entsteht ein Gefährt von außergewöhnlicher Schönheit, das ein erstaunliches Potential zeigt: Es erreicht eine 4,3 Mal höhere Geschwindigkeit als die des Windes selbst. Später wird es zusätzlich mit einem Elektromotor ausgestattet.

1974 erzielt der Windwagen beim ‚America’s Landsailing Cup’ mit 50,9 mph (81,44 km/h) einen Geschwindigkeitsrekord für Landfahrzeuge und ist im November 1976 auch auf dem Cover des US-Magazins Popular Science zu sehen.

Später bildet die Technik des Wagens die Grundlage für mehrere Wind-Solar-Elektro-Hybridfahrzeuge, welche Jims Söhne Douglas und Richard bauen. Die hier gezeigten Fotos stammen von Richard ,Ron’ N. Amick, der mir ihre Nutzung mit den Worten genehmigt: „I like your site very much.“

So entwirft Douglas am Epcot Center der Walt Disney World in Florida den hybriden Windrenner Tritan A4, der mit Solarzellen bestückt ist und im Jahr 1985 auf dem Salzsee von Bonville eine Geschwindigkeit von rund 100 km/h erreicht.

Einer von Jims Entwürfen namens Mana La nimmt an der ersten World Solar Challenge 1987 in Australien teil. Am Design beteiligt ist auch James L. Amick, den Bau einiger Komponenten führt Jims Bruder Douglas durch, und gesponsert wird das Projekt durch die Firma John Paul Mitchell Systems.

Voltek A2

Voltek A2

Douglas beschäftigt sich inzwischen auch mit der Windenergienutzung mittels hoch fliegender, runder LTA-Drachen, die ein wenig an Flugzeugturbinen erinnern. Ich werde unter dem Titel Jet-Stream und Höhenwinde noch gesondert und ausführlich darauf eingehen.

Von den Fahrzeugen hört man erst Juli 2010 wieder etwas, als auf der Maker Faire Detroit ein dreirädriges, Akku- und Wind-unterstütztet Tandem-Zweisitzer gezeigt wird.

Der Voltek A2 war ursprünglich von verstorbenen Vater James Amick gebaut worden. In den wenigen Informationen darüber wird auch über Aluminium-Luft-Batterien berichtet, die das Fahrzeug ursprünglich eingesetzt bekommen hatten – diese sollen inzwischen aber nicht mehr funktionsfähig sein.

 

In den 1990ern gibt es mehrere Teams, die mit futuristisch anmutenden Windmobilen in Wettbewerb um den Geschwindigkeitsweltrekord für windbetriebene Landfahrzeuge treten.

So erzielen die Amerikaner Bob Schumacher (Pilot) und Bob Dill (Designer) am 20.03.1999 mit ihrem Wind-Rennwagen Iron Duck einen neuen Rekord.

Bei einer Windstärke zwischen 25 und 30 Knoten erreicht das Fahrzeug auf dem Ivanpah Dry Lake nahe Prim, Nevada, eine Geschwindigkeit von 116,7 mph (187,7 km/h) und überbietet damit den bisherigen Rekord des Franzosen Bertrand von 1991, der bei einer Windgeschwindigkeit von 50 km/h eine Fahrtgeschwindigkeit von 152,7 km/h erreicht hatte.

Der Geschwindigkeitsrekord auf dem Wasser liegt zu diesem Zeitpunkt übrigens bei 46,52 Knoten (86,2 km/h) und stammt vom Oktober 1993. Erzielt wird er von dem Boot Yellow Pages in Sandy Point, Victoria.


In den Folgejahren passiert nicht viel, doch 2001 erscheinen erstmals Fotos eines windbetriebenen Bootes, das von vielen Seiten für eine Photoshop-Arbeit gehalten wird.

Revelation II (2013)

Revelation II (2013)

Den 11 m langen Katamaran Revelation II gibt es jedoch wirklich. Er wird von einem Dreiblattrotor mit stellbaren, 6 m langen Kohlefaser-Blättern auf einem drehbaren und gut 9 m hohen Schwenkmast betrieben. Die Windmühle überträgt ihre Kraft von bis zu 150 PS über Zahnräder so effizient auf einen 6-Blatt-Propeller mit 1,5 m Durchmesser unter Wasser, daß das Boot auch direkt in den Wind hinein fahren kann.

Es stellt sich heraus, daß das Schiff schneller in einen Gegenwind fährt, als mit dem Wind von hinten.

Gebaut wurde der außergewöhnliche Katamaran zu einem Preis von 300.000 £ von dem Multihull Centre in Millbrook, Cornwall. Er basiert auf einem Prototyp, den der pensionierte Elektroingenieur Jim Wilkinson aus Guernsey konzipiert hatte.

Dieser versuchte schon um das Jahr 1984 herum mit einem 8 m langen Boot namens Revelation I zu beweisen, daß sein Konzept funktionieren könnte. Gemeinsam mit Neil Bose installiert er einen 7,2 m durchmessenden Rotor auf dem 7,8 m langen Sirocco-Katamaran und fährt erfolgreich sowohl mit als auch gegen den Wind, wobei die - relativ niedrige - Geschwindigkeit weitgehend gleich ist. 1986 wird der 6-Blatt- durch einen 3-Blatt-Rotor ersetzt, und das Boot macht rund 6 Knoten Fahrt.

Nun beauftragt Wilkinson den Bau ein größeren Bootes, um sein Design weiter zu testen. Die Windmühle der Revelation II wird von dem Luftfahrtunternehmen Aviation Enterprises aus der Nähe von Reading, Berkshire, gebaut, das in der Regel Flugzeuge herstellt. Das Boot wird mehrere Wochen in der Mayflower Marina von Plymouth stationiert, bevor es zu den Kanalinseln fährt. Bei den Versuchsfahrten erweist sich als einziger Nachteil, daß der große Propeller das Schiff für Fahrten in flachen Bereichen ungeeignet macht. Man denkt für künftige Versionen daher an einen einen Hebepropeller, die dieses Problem lösen würde.

Nähere Daten über Geschwindigkeit u.ä. sind nicht zu finden – aber der Windmühlen-Katamaran wird immer wieder gesichtet, zuletzt im September 2013.


Ein sehr interessantes Patent aus dem Jahr 2003 stammt von acht US-Erfindern (US-Nr. 7.241.105, erteilt 2007), da es einen zusammenfaltbaren Senkrechtachser beschreibt, der für den Antrieb von Schiffen gedacht ist.


Mehr für den ,normalen’ Einsatz gedacht sind die Pterosail Segel-Wind-Räder der Firma Pterosail Trike Systems aus North Liberty, Iowa. Der Name, der fliegenden Dinosauriern entlehnt ist, bezieht sich auf die dreieckige Form des Segel, das an einem Mast montiert wird, der auf der zweirädrigen Vorderachse der Trikes oder Liegefahrräder befestigt ist.

Pterosail-Tricycles

Pterosail-Tricycles

Die Idee geht auf Phil MacTaggart und seinen Sohn John zurück, die vermutlich im Jahr 2006 mit der Umsetzung starten. Das Unternehmen bietet ein fertig montiertes Modell, den Solo GT, sowie einen Pterosail KIT an, bei dem der Mast aus Gründen des Gleichgewichts näher zum Schwerpunkt des Gefährts gerückt ist.

Das – zumindest in den USA – straßenzugelassene Dreirad soll bis zu 64 km/h erreichen, ist mit einem Elektromotor und einem vollem Segelsystem ausgestattet und kann die Windenergie auch in Strom für seine zwei 24 V Batterien konvertieren. Der Preis für das in diversen Farben erhältliche Windvehikel beträgt 5.499 $ (Stand 2014).

Im Sommer 2010 durchquert John MacTaggart die Vereinigten Staaten mit einem Pterosail innerhalb von 46 Tagen, wobei er auf seinem Weg von San Diego, Kalifornien, bis nach St. Augustine, Florida, eine Strecke von knapp 5.000 km zurücklegt. Zum Nachladen der Batterien hat auch auch ein Solarpaneel mit an Bord.


Nur auf den ersten Blick nicht eindeutig zuordenbar ist das Propeller Trike des MIT-Studenten Damon Vander Lind, das im Juli 2007 im US-Magazin Popular Mechanics vorgestellt wird.

Es handelt sich hierbei nämlich nicht um ein vom Wind bewegtes Rad, sondern vielmehr um Fahrrad, das von der Luftschraube (bzw. der Muskelkraft des Radfahrers) angetrieben wird. Auf diese Art von Fahrzeugen werde ich weiter unten noch zu sprechen kommen.

Linds Gefährt zeichnet sich außerdem dadurch aus, daß er in die Rotorblätter LEDs einlaminiert hat, wodurch sich beim Fahren im Dunkeln bunt leuchtende Lichtkreise ergeben, die für viel Aufmerksamkeit sorgen.


Das Whike wird von Fredjan Twigt erfunden, einem Architekten der TU-Delft, der viele Jahren als Entwicklungshelfer in Afrika tätig ist.

Whike

Whike

Als Segler und begeisterter Fahrer und Hersteller von Liegerädern beschließt er im Jahr 2007, seine beiden Leidenschaften in einem Design zu kombinieren. Das 19 kg leichte windbetriebene Rad kann allerdings nur von Erwachsenen mit einem Gewicht von mindestens 65 kg gefahren werden, um einen ausreichend stabilen Widerstand gegenüber starken Winden zu bieten.

Bei Windgeschwindigkeiten über 6 auf der Beaufort-Skala empfiehlt Twigt, das Segel des Whike einzupacken und nur mit Pedalkraft zu fahren. Bei gutem Wind sei es allerdings ein leichtes, mit dem 1,6 m2 großen 3-Lattensegel einen benzinbetriebenen Roller mit 50 – 60 km/h zu überholen.

Gesteuert wird über das einzelne Vorderrad, die zwei Hinterräder stabilisieren das Ganze, und der flexible Mast hält das Segelrad auch bei Windböen stabil. Die Fläche hat einen mit der Vorderbremse integrierten Mechanismus, dder den Wind sofort aus dem Segel nimmt, wenn der Fahrer stoppen will. Das niederländische Unternehmen Whike bietet das Modell W2C für 3.745 € an (Stand 2014), seit 2010 gibt es auch die Tochterfirma Whike UK.


Der Designer Oliver Hubertus aus Braunschweig, Deutschland, stellt 2008 in Zusammenarbeit mit dem Volkswagen Design Center Wolfsburg unter der Leitung von Prof. Erich Kruse ein neues Fahrzeugkonzept vor, das speziell für Kreuzfahrten durch breiteflächige und eindrucksvolle Landschaften entwickelt ist.

Das Konzept des VW Auriga – die Diplomarbeit des Designers an der HBK Braunschweig – basiert auf dem (o.e.) Zeilwagen von Simon Stevin und ist so groß, daß 20 Passagiere und ein Pilot darauf Platz haben, wobei der Steuermann auf einem erhöhten Sitz einen besonders weiten Blick hat.

Passagiere, die eine sichere Reise vorziehen, können im geschlossenen Unterdeck bleiben und den Blick aus den Fenstern genießen, während jene Passagiere, die das wilde Fahrerlebnis bevorzugen, auf dem offenen Oberdeck bleiben können.

 

Sehr schnell - und auch schon real - ist der Windrenner Greenbird aus dem Jahr 2008: ein Teil Flugzeug, ein Teil Segelboot, ein Teil Formel 1 Auto, wie ihn sein Entwickler, der britische Ingenieur Richard Jenkins, beschreibt.

Greenbird

Greenbird

Ähnlich wie beim Iron Duck wird statt Segeln ein starrer Flügel verwendet, dessen Prinzip mit einer Flugzeugtragfläche vergleichbar ist. Er ist jedoch so konstruiert, daß er statt einem Auftrieb den hier erwünschten und nötigen Vortrieb liefert.

Den Abtrieb liefern wiederum vertikale Flügel, die das Fahrzeug stabilisieren und ein Umkippen bei hohen Windgeschwindigkeiten verhindern. Gleichzeitig bilden sie die Träger für die seitlichen Räder.

Je nach Beschaffenheit und Griffigkeit des Bodens soll der Greenbird dadurch Endgeschwindigkeiten erreichen, die um den Faktor drei bis fünf über der tatsächlichen Windgeschwindigkeit liegen!

Das Ziel von Jenkins, der sich seit 10 Jahren mit der Entwicklung von Renn-Windmobilen beschäftigt (Stichwort: Windjet Project), ist es, die Geschwindigkeitsweltrekorde für windgetriebene Fahrzeuge sowohl zu Land (187,7 km/h), als auch auf Eis (130 km/h) zu brechen.

Ein John D. Buckstaff soll zwar 1938 mit seinem Eissegler Debutante auf dem Lake Winnebago in Wisconsin eine Geschwindigkeit von 143 mph (230 km/h) erreicht haben – bei einer Windgeschwindigkeit von 115 km/h -, doch sicher bestätigt ist dies nicht.

Aufgrund der unterschiedlichen Griffigkeit von Eis und der Salzsee-Piste werden für die beiden Rekordfahrten jedenfalls zwei unterschiedliche Varianten des Greenbird konstruiert, wobei der Flügel des Eis-Windrenners größer und prägnanter gestaltet ist.

Hauptsponsor ist der ebenfalls britische Unternehmer Dale Vince und seine Firma Ecotricity in Gloucestershire.

Ice-Greenbird

Ice-Greenbird

Eigentlich will Jenkins den Landrekord im September 2008 auf dem westaustralischen Salzsee Lake Lefroy brechen, was aufgrund von Regen jedoch nicht klappt. Das hier gezeigte Foto stammt von der erfolgreichen Rekordfahrt, die dann im März 2009 auf dem Ivanpah Dry Lake in den USA stattfindet.

Richard Jenkins sitzt selbst am Steuer – und erreicht mit seinem Windwagen eine Spitzengeschwindigkeit von 126,1 mph (202,9 km/h).

Die Eis-Fahrt wird auf den Winter 2009 verschoben, wo sie auf dem Canon Ferry Lake in Montana, USA, stattfindet - jedoch ohne die erhofften Rekordgeschwindigkeiten zu erreichen.

Leider gibt es seitdem keinerlei Neuigkeiten mehr über dieses ambitionierte Doppelprojekt.


Im Oktober 2008 reichen drei Designer beim Los Angeles Challenge Motor Sports 2025 (eine Veranstaltung während der Los Angeles Auto Show) das Mercedes-Design für Autorennen der Zukunft ein, die Formula Zero. Diese Mercedes-Zukunftsrennserie soll ausschließlich mit Sonne und Wind funktionieren.

Formula Zero Rennwagen Grafik

Formula Zero (Grafik)

Der Rennwagen selbst ist den ursprünglichen zigarrenförmigen Autos der 1930er Jahre nachempfunden, zugleich zeigt sie die Wucht eines Bobschlittens und die Eleganz einer Segelyacht. Neben dem Segel wird das Fahrzeug von Radnaben-Elektromotoren angetrieben, die von einer Batterie sowie von den Solarzellen auf der Hülle des Gefährts versorgt werden. Außerdem gibt es ein System zur Rückgewinnung der Bremsenergie sowie eine kleine Windturbine in der Nase des futuristischen Gefährts.

Die Idee des Konzeptes ist, daß nicht derjenige Sieger wird, der als erster die Ziellinie überfährt, sondern wer den Kurs mit der höchsten Energieeffizienz absolviert, denn alle Teams bekommen die gleichen Fahrzeuge und die gleiche Anfangsenergiemenge zur Verfügung gestellt. Ebenso gehört ein neues Zuschauer-Konzept zu dem Vorschlag: Eine transparente Piste die es erlaubt, das Rennen von allen Seiten, und sogar von unten, zu betrachten.


Ein weiteres Fahrzeug, das unter anderem auch mit Wind betrieben wird, stammt von den beiden Designern Rory Handel und Maxx Bricklinas aus Beverly Hills, Kalifornien; es wird im Januar 2009 in den Blogs vorgestellt. Das Team plant, im August mit dem Bau des aus leichtem Aluminium und hochfestem Stahl bestehenden Renners fertig zu werden. Als erreichbare Spitzengeschwindigkeit sind 155 mph (~ 250 km/h) anvisiert. Starten soll der Wagen mit einer solar versorgten Lithium-Phosphat Batterie, die den 212 kW Elektromotor des Fahrzeugs antreibt. Von 0 auf 100 km/h beschleunigt das Fahrzeug des RORMaxx-Teams in weniger als vier Sekunden, und im reinen Batteriebetrieb beträgt seine Reichweite über 320 km.

Vier speziell plazierte Lufteinlässe richten die Windströmung über die Karosserie hinweg auf eine eingebaute Windturbine, welche die verfügbare Energie des Wagens um 20 % bis 25 %  steigert. Die Ladezeit der Batterie durch die auflaminierten Dünnschicht-Solarzellen beträgt anderthalb Stunden.

Im Fall einer Serienfertigung soll jedoch eine neuentwickelte Batterietechnologie zum Einsatz kommen, welche die Ladezeit auf 6 Minuten reduziert. Als möglicher Verkaufspreis wird ein Betrag zwischen 80.000 $ und 150.000 $ genannt.

Das Projekt läuft in der Rubrik ‚Formula AE solar/wind hybrid racecar’ – und der Aussage des Teams ist kaum noch etwas hinzuzufügen:

“The vehicle will demonstrate the capabilities of our creative ideas in synergy with the implementation of new alternative energy systems, also with a larger goal of setting the public’s attitude towards green technology on a more productive path.”

 

Der in Frankreich aufgewachsene und inzwischen in Schanghai lebende Produktdesigner Julien Misrachi stellt im Mai 2009 einen umweltfreundlichen und von der Natur inspirierten Strandsegler namens Albatros vor. 

Das Segel des Albatros ist wie eine umgekehrte Tragfläche geformt, was die Stabilität verbessert, ohne die Fahrt zu verlangsamen. Bislang existiert das Objekt allerdings lediglich als Grafik.

Vom Aufbau her ähnlich ist das Konzept der BMW Blue Dynamics Land-Yacht des Designers Stefan Radev, das im September 2009 in den Fachblogs kursiert.

BMW Blue Dynamics Grafik

BMW Blue Dynamics (Grafik)

Radev, mit Büros in Barcelona und Hamburg, entwickelt einen Windkraft-Sportwagen auf drei Rädern und mit Starrsegel, der über eine schlanke Windschutzscheibe verfügt, die sich zum einsteigen zusammen mit dem Lenkrad und dem Armaturenbrett hochklappen läßt.

Der Name dieser Designstudie ist an die Emmisionsminderungs-Programme des Fahrzeugunternehmans angelehnt, BMW Efficient Dynamics und Activ Hybrid.

Das haltbare Segel ist mit dem Korpus über eine zweigliedrige Zwischenverbindung verbunden und kann über die Segelsteuereinheit automatisch oder manuell entsprechend der Windrichtung eingestellt werden.

Die robuste Konstruktion soll dem Fahrer ein Höchstmaß an Sicherheit bieten, während der Innenraum durch den Einsatz hochwertiger Materialien darauf ausgelegt ist, das Gefühl einer Luxus-Yacht zu vermitteln.

Sehr passend an dieser Stelle ist der moderne Eissegler des schwedischen Automobil-Design-Studenten Niklas Palm, der (trotzdem) im Juli 2009 erstmals in der Presse erscheint. Denn auch das Konzept des Audi Icekraft trägt das Logo eines deutschen Autobauers.

Entstanden ist es im Frühjahr des Jahres während eines Projekts am Umeå Institute of Design in Schweden, wo Palm studiert, bei dem es um das ultimative Fahrerlebnis ging.

Die resultierende Idee ist ein 3,3 m langer und 2 m breiter Eis-Schlitten, der von einem computergesteuerten, sich auf 5,4 m Höhe erstreckenden Segel angetrieben wird, das mit einem elektrischen Steuermotor verbunden ist. Die dafür benötigte Energie kommt von Solarzellen, die den gesamten Icekraft umhüllen; eine Inspiration von Kollegen Palms, die das Konzept des Elektromobils Koenigsegg Quant erstellt haben, während das Segel selbst von Booten in Malaysia inspiriert wurde (Anm.: Über den Quant findet sich mehr unter Redox-Flow-Batterie).

Bei dem Eissegler liegt der Fahrer mit dem Gesicht nach vorne auf den Bauch, um ihm das berauschende Gefühl des niedrigen Fliegens zu geben. Gelenkt wird das rund 240 kg schwere Windfahrzeug mit den Frontlamellen. Das Segel läßt sich abbauen, zusammenrollen und im Korpus verstauen.


Kaum jemand glaubt, daß man den Rückenwind überholen kann. Es kursiert zwar schon seit 2007 ein YouTube-Video von einem Windkraftwagen, den ein Jack Goodman aus Florida gemacht hat, und der direkt in Windrichtung schneller fährt, als der Wind selbst bläst. Doch es handelt sich um ein kleines und leichtes Modell, so daß noch immer bezweifelt wird, daß ein solches Verhalten auch im Großen umsetzbar ist.

Im Juni 2010 bekommen Windfahrzeuge daher heftigen und positiven Medienwind, als das Segelmobil Blackbird bei New Jerusalem in Tracy, Kalifornien, mit einem Rückenwind von nur 21 km/h eine Geschwindigkeit von 60 km/h erreicht, was 2,86-mal so schnell ist, wie der Wind selbst.

Blackbird (2010)

Blackbird (2010)

Das dreirädrige Gefährt mit seinem auffälligen Propeller wird von dem Aerodynamiker Rick Calvallaro konstruiert, der auch selbst Kitesurfer und Paraglider ist. Als ultra-leichtes Fahrzeug, das größtenteils aus Schaum hergestellt ist, wiegt es nur gut 200 kg und ist bis zur Spitze seines 5 m durchmessenden Propellers 7 m hoch.

Bei der Herstellung, die etwa ein Jahr lang dauert, wird das Unternehmen Thin Air Designs von Google und dem Windenergie-Unternehmen Joby Energy als Sponsoren unterstützt. Calvallaros Gruppe arbeitet dabei mit der Luftfahrtabteilung der San Jose State University zusammen – und die Technologie wird von ihnen als Dead Downwind Faster Than The Wind (DDWFTTW) bezeichnet, wobei einige deutschen Medien das DD als auch ,directly down’ ausschreiben.

Doch nur zur physikalisch-technischen Erklärung: Der Blackbird kann deshalb schneller fahren als der Rückenwind bläst, weil sein Propeller nicht von dem Wind, sondern über die Räder angetrieben wird, so seltsam das auch klingen mag.

Zu Beginn schiebt der Wind das Gefährt vorwärts, doch wenn es erst einmal rollt, wird der entgegen der Fahrtrichtung ausgerichtete Propeller angetrieben, der den Wind damit zurück drückt und das Gefährt nach vorn stößt. Dadurch drehten sich die Räder wiederum schneller und damit auch der Propeller. Erst der mit steigender Geschwindigkeit immer größer werdende Luftwiderstand stoppt die Beschleunigung. Kein Wunder also, daß dem Entwicklungsteam zufolge der schwierigste Teil gewesen sei, die Energie effizient von den Rädern auf den Propeller zu bringen.

Auch eine frühere Version, die – sehr amerikanisch – als BUFC bezeichnet wird (für Big Ugly Fucking Cart), hatte während einer Sitzung der North American Land Sailing Association (NALSA) im März dieses Jahres auf einem ausgetrockneten See in Nevada höhere Geschwindigkeiten als die Windgeschwindigkeit erreicht.

Nun bereitet sich Thin Air Designs auf eine Segelpartie vor, bei der nach Vorgaben der NALSA Wind- und Fahrtgeschwindigkeit noch präziser gemessen werden sollen, damit die Rekorde offiziell anerkannt werden können. Anfang Juli gelingt es dem Fahrzeug dann, mit Rick Cavallaro am Steuer, auf dem ausgetrockneten El Mirage See in der kalifornischen Mojave-Wüste direkt in Windrichtung die 2,8-fache Windgeschwindigkeit zu erreichen – und diesmal ist die NALSA auch anwesend, um den Weltrekord mit einer maximalen Geschwindigkeit von 44,32 km/h (bei einer Windgeschwindigkeit von 16 km/h) zu registrieren und offiziell bekanntzugeben.

Dutzende Fachleute, Magazine und andere Medien, die Cavallaro zuvor als Scharlatan und Schlimmeres bezeichnet hatten, müssen sich nun bei ihm entschuldigen. Danach bleibt es zwei Jahre lang ruhig um den Blackbird – also Zeit genug für den Hinweis, daß auf dem Wikipedia-Eintrag über das Windfahrzeug auch ein Originalscript des oben bereits erwähnten Aerodynamikers Andrew B. Bauer aus dem Jahr 1969 verlinkt ist.

Um so größer ist die Überraschung, als sich im Juli 2012 die Presse ein weiteres Mal fast überschlägt – denn diesmal schafft es das Blackbird-Team auf dem Flughafen von New Jerusalem in Tracy, mit einer modifizierten Version des Windwagens wiederum 2,01-mal schneller als die Windgeschwindigkeit zu fahren … aber nun gegen den Wind! Dabei erreicht der Wagen eine maximale Geschwindigkeit von 36,64 km/h (über diese Form von Windmobilen gibt es weiter unten noch ein eigenes Kapitelteil).

Den Meldungen zufolge hatte das Team nur minimale Veränderungen an dem Fahrzeug durchgeführt. Die größten Eingriffe waren der Austausch des Propellers durch einen als Turbine fungierenden Rotor und die Entfernung der bisherigen Kraftübertragung. Der neue Rotor sieht dem ursprünglichen Propeller sehr ähnlich, dreht sich aber in die entgegengesetzte Richtung. Doch auch er gibt seine Energie direkt an die Räder weiter. Als echter Sportsmann hofft Cavallaro, daß sich jetzt noch andere Teams mit dem neuen System befassen – und bald eigene Windfahrzeuge entwickeln, um seine Rekorde zu brechen.

Im Juni 2013 wird der Blackbird auf eBay zum Verkauf angeboten – und wechselt schließlich für einen Spottpreis von 5.120 $ den Besitzer. Man kann nur hoffen, daß der Zuschlag an ein Museum ging...


Im Bereich der Windfahrzeuge schon einen Schritt weiter denkt der Industriedesigner David Huang aus San Francisco, USA, der im Juni 2010 das Konzept eines zukünftigen Autobahnsystems vorstellt, das für eben solche Vehikel optimiert ist.

Jet Stream Super Highway Grafik

Jet Stream Super Highway
(Grafik)

Sein Jet Stream Super Highway ist im Grunde eine Fahrbahn mit einem Halbrohr-förmigen Querschnitt, über der Batterien aus großen, solar betriebenen Ventilatoren hängen, die für einen kontinuierlichen Luftstrom sorgen, wie in einem offenen Windkanal. Daneben gibt es seitlich angebrachte Gebläse, die Luft mit einer kontrollierten Geschwindigkeit auf die Strecke blasen, wobei die Fahrzeuge für notwendig, fein abgestimmte Wind-Anpassungen mit der Straße kommunizieren. Gesäumt sind die Straßen mit Solarenergieanlagen zur Versorgung der Ventilator- und Turbinensysteme.

Das geeignete Fahrzeug, das Huang Hyper Wing Sail Vehicle nennt, liefert er gleich mit. Es ist mit einem vertikalen Flügelsegel mit zwei Tragflächen ausgestattet, besitzt Auslegerflügel für die Hinterräder, was für Stabilität sorgt, und kombiniert Luftbremsen mit Radbremsen. Außerhalb des Wind-Highways verwandelt sich das Auto in seinen Kompakt-Modus mit eingefahrenem Flügelsegel und eingeklappten Stützrädern, und wird dann von einer Batterie mit Strom versorgt, um die unabhängig voneinander motorisierten Räder zu betreiben.


Um die gleiche Zeit erscheinen in den Bachblogs Fotos aus Kathmandu, Nepal, auf denen ein Fahrrad-Rikscha zu sehen ist, das mit einem waagrecht liegenden Savonius-Rotor die Windenergie nutzen soll, um den Pedalisten zu entlasten.

Dessen Aussage zufolge habe er einen Professor in einer nahe gelegenen Stadt beauftragt, ihm eine Windmühle zu entwerfen und zu bauen, die zusätzlichen Schub liefern würde.

Die Metalltrommel des Wind/Mensch-Hybridfahrzeugs ist über ein seitlich montiertes Getriebe mit den Hinterrädern verbunden und soll bei der Beschleunigung helfen – sofern das Fahrradrikscha Rückenwind hat.


Ein Design, das im August 2010 kursiert, stammt von den Designern Ippei Iwahara, Naoki Kato und Keisuke Fukunaga und ist ihre Beitrag zum James Dyson Awards dieses Jahres.

Kazaguruma Grafik

Kazaguruma (Grafik)

Unter dem Namen Kazaguruma stellen sie das Konzept eines Windfahrzeugs vor, das neben innovativen segmentierten Reifen auch eine höchst individuelle Antriebsmethode nutzt.

Diese soll auf dem Magnus-Effekt basieren, wobei allerdings kein glattwandiger Flettner-Rotor zum Einsatz kommt, sondern ein senkrechter Lamellen-Zylinder mit einer Art Windfahne am hinteren Teil, welche gleichzeitig einen Teil des Rotationskörpers abdeckt.

Dabei wird der Zylinder durch einen batteriebetriebenen Elektromotor in Rotation versetzt, um seine Luft über die Windfahne streichen zu lassen – was zu unterschiedlichen Druckverhältnissen an deren beiden Seiten führt. Zusätzlicher Seitenwind kann den aerodynamischen Effekt verstärken.

Daß die Technik zumindest in kleinen Maßstab funktioniert, belegen die Designer anhand eines Modells.


Als im September 2010 Juan Pablo Bernal aus Göteborg, Schweden, seine Master-Abschlußarbeit für das Umea Institute of Design vorstellt, die am GM Europe Design Centre entstanden und von der Adam Opel GmbH gefördert wurde, setzt er das Thema in den Rahmen der umwelttechnischen und demografischen Herausforderungen der Gesellschaft im Jahr 2050.

Die Weltbevölkerung wächst und die schmelzenden Gletscher führen zum Ansteigen des Meeresspiegels. Das V-förmig gestaltete Fahrzeug Opel Icona 01 kann sich daher sowohl auf dem Land, als auch auf dem Wasser fortbewegen und ermöglicht es so unbewohnbar gewordene Gebiete zu verlassen und neue zu besiedeln.

Als Antrieb dient der Wind, und Solarzellen auf dem Segel speisen die Elektromotoren mit zusätzlicher Energie. Ansonsten soll diese Form der Fortbewegung durch die gemeinsam zu verrichtenden Bewegungsabläufe die Verbindung der Passagiere untereinander fördern und fordern.


Ein ganz besonders ausgeklügeltes Yacht-Konzept ist das Modell Bloom des Designers Xiang Yu, das im Dezember 2010 in den Blogs zu sehen ist.


Bloom (Grafik)

Das 60 m lange Boot besitzt einen großen, einfahr- und einfaltbarem Senkrechtachser, dessen Flügel aus Solarstoff-Segel gemacht sind, sodaß neben dem Wind als Kraftquelle für den Antrieb auch die Sonne angezapft werden kann – zumindest tagsüber. Dem entsprechend nennt der Designer diesen Teil auch ,Energy Well’.

Als alternativer Kraftstoffe soll Wasserstoff verwendet werden, während in anderen Publikationen von einem hybriden Diesel-Elektro-Antrieb die Rede ist. Leider ist nichts darüber zu erfahren, welche sonstige Technik eingesetzt werden soll – oder welche Geschwindigkeiten und Reichweiten erwartet werden.


Mit einem ausgesprochen merkwürdigen Konzept beteiligt sich Rick Harrington aus Dexter, Michigan, an dem Create the Future Design Contest 2010.

Das zum Patent angemeldete Trans Wind Energy Generation (TWEG) System seiner Firma Harrington Electronics LLC sieht eine Art windbetriebene Langstrecken-Seilbahn vor, die gleichzeitig auch noch der Erzeugung von Windenergie dient.

Dabei sollen Fahrgastträger, die auf den Grafiken wie mittelgroße Flugzeuge ohne Triebwerke aussehen, zwischen zwei Führungsseilen in 200 m Höhe durch großflächige Segel vorwärts bewegt werden.

Auf nicht ganz nachvollziehbare Art und Weise soll während des Segelns entlang der Kabel auch noch ein Überschuß-Strom erwirtschaftet und ins Netz eingespeist werden.

Mit dem Träger verbundene Motoren stellen die Fortbewegung sicher, selbst wenn die Windgeschwindigkeit nicht ausreicht, das gewünschte Tempo zu halten. Bei gutem Wind soll der Träger die fünffache Windgeschwindigkeit erreichen. Bislang können aber noch keine Belege für diese Aussage vorgelegt werden.


Daß es auch Innovatoren gibt, welche die Windenergie mit LTA-Flugkörpern kombinieren wollen, belegt die Idee des belgischen Ingenieurs Lieven Standaert aus Antwerpen, die im Januar 2011 veröffentlicht wird.

Sein Vorschlag sieht ein langes und spitz zulaufende Luftschiff namens Aeromodeller II vor, das aus Low-Cost-Materialien besteht und sich mittels Windkraft seinen eigenen Wasserstoff erzeugt, weshalb es prinzipiell, einmal gestartet, nie wieder auf den Boden hinunter muß.

Aeromodeller II Grafik

Aeromodeller II (Grafik)

Angedacht ist, daß nach Abwurf eines Bodenankers die Propeller des am Ort schwebenden Luftschiff die Funktion von Turbinen übernehmen und die Kraft des Windes nutzen, um Wasserstoff zu erzeugen. Auf diese Weise kann das Luftschiff auf einen unbegrenzten Nachschub an Wasserstoff zurückgreifen, wann immer dieser als Traggas oder zusätzliches Antriebsmittel benötigt wird, wobei sicherlich an den Einsatz von Brennstoffzellen gedacht ist.

Mehr wie ein Segelboot als ein Motorboot ist das Luftschiff nicht auf Geschwindigkeit ausgelegt und wird wahrscheinlich nur 80 km/h erreichen. Sollten sich die zugrundeliegenden Theorien als richtig erweisen, könnte dies das Luftschiff-Designs revolutionieren und den Wasserstoffantrieb für die Zukunft des Null-Emissionen-Transports weiter vorantreiben.

Ein 9 m großes Modell, das von Standaert gebaut und ausgestellt wird, ist allerdings noch nicht ansehnlich genug, um auch hier gezeigt zu werden. Immerhin wird das Projekt weiter verfolgt, und im Windkanal der Vrije Universiteit Brussel (VUB) werden schon erste Versuche durchgeführt. Im August folgen Tests mit einem sphärischen Modell, zusätzlich baut Standaert Ende 2012 einen Windkanal für langsame Geschwindigkeiten an der VUB.

Ein Hinweis in eigener Sache: Über Elektro- und Solarluftschiffe gibt es ein separates Kapitelteil.


Ebenfalls bislang nur als Konzept existent ist ein Amphibien-Wagen, dessen flexibles Dach auch als Segel funktionieren soll, wenn sich das Spaß-Mobil im Wasser befindet. Leider lassen sich keinerlei Hinweise auf den oder die Urheber dieser Idee finden.

Der Entwurf, der im Februar 2011 kursiert, ist von der Form eines Surfbrett inspiriert, woher sich wohl auch der Name dieses merkwürdigen und doch spannenden Fahrzeugkonzepts ableitet: SandYou.

Das Amphibienfahrzeug wird mit einem schlanken Elektromotor betrieben, der innerhalb des Hauptkörpers eingekapselt ist. Die vier Räder wirken wie aufgeblasene Rettungsringe, das den Wagen über das Wasser heben, wobei die Felgen ausgefahren und wie Schiffsschrauben eingesetzt werden können. Steht der Wagen, lassen sich diese Rotoren in einen anderen Modus schalten und als Windkraftanlagen zur Erzeugung sauberer Energie nutzen, um die Batterien aufzuladen.

Auf dem Hauptrahmen gibt es vier leichte, aus Holz und Gewebe hergestellte Sitze, an deren Oberteil zylindrische Boxen zur Aufbewahrung persönlicher Gegenstände befestigt sind. Das Dach besteht aus einfacher Leinwand als Schattenspender und kann durch einfaches Kurbeln der Winde in ein Segel umgewandelt werden.


Einen Monat später ist mit dem Aiolos ein weiteres futuristisches Fahrzeugkonzept zu sehen, das seine eigene Energie aus dem Wind erzeugen soll.

Aiolos Grafik

Aiolos (Grafik)

Der koreanische Designer Kyoung Soo Na entwickelt das dosenförmige, elektrische Fahrzeug für seine Heimatstadt Seoul, die für ihre große Bevölkerung und die vielen Wolkenkratzer bekannt ist.

Vermutlich ist ihm aufgefallen, wie scharf der Wind um deren Ecken wehen kann, denn genau in diesen Strömungen sollen die Wagen aufgeladen werden, deren Räder so modifiziert sind, daß sie auch als Windturbienen arbeiten können.

Zusätzlich soll Energie aus dem Wind geerntet werden, während man durch die Stadt fährt. Ansonsten sei das Gefährt mit digitalen Signalanlagen und Kameras ausgestattet, damit der Fahrer Objekte aus verschiedenen Blickwinkeln zu sehen bekommt, wozu immer das auch gut sein mag.


Auf den ersten Blich mindestens genauso befremdlich wirkt das leichte, Ventilator-betriebene Konzeptfahrzeug Ventile des Kunstlehrers Thierry Dumaine aus Nizza, das es im Juni 2011 zu bestaunen gibt.

Die wohl etwas weit hergeholte Traum-Maschine besitzt zwar einen einen konventionellen Gas/Elektro-Hybrid-Antriebsstrang, doch dieser ist mit einem dritten System verbunden - einem riesigen, im Unterboden des Fahrzeugs unter dem Akku liegend installierten Ventilator.

Dieser soll sich durch den vorne hineinrauschenden Fahrtwind drehen und den benötigten Strom erzeuge, der die beiden hinten angebrachten Elektromotoren versorgt, welche das aufgrund seiner durchscheinenden Karosserie, den aufblasbaren Sitzen und Leichtbau-Rädern nur 350 kg schwere Auto antreiben.

Vier weitere Ventilatoren, die eigentlich Teile der einzigartigen Räder des Ventile sind, schicken ihre Energie an die Bordbatterie des Fahrzeugs. Bei Bedarf soll ein Benzinmotoren zusätzliche Leistung bringen.

Zwei Jahre später macht Dumaine mit einem carDboard Konzeptfahrzeug von sich reden, das, wie der Name schon suggeriert, weitgehend aus Pappe besteht – bis hin zu den Sitzen. Der Beitrag für den Michelin Design Wettbewerb soll einen Dreifach-Hybrid-Antrieb mit Benzin, Elektro und Druckluft bekommen, und auch bei diesem Gefährt können die Räder zugleich als Turbinen dienen, um während der Fahrt den Akku für den Elektroantrieb wieder aufzuladen.


Helix Grafik

Helix (Grafik)

Ebenfalls im Juni 2011 ist der Entwurf Helix des Designers Minchul Kim aus Südkorea zu sehen, den dieser als Konzept und Modell in kleinem Maßstab für die Absolventen-Ausstellung der Hong-ik University des Vorjahres entwickelt hatte.

Das Resultat ist ein Elektro-Roadster, der eine aktive Aerodynamik realisiert, wie sich der Entwickler ausdrückt.

Dabei soll der Wind so manipuliert werden, daß die vier in Fahrtrichtung zeigenden Helix-Turbinen, die über den Rädern angebracht sind, Energie regenerieren, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist – falls diese immer wieder aufkommende Idee nicht sogar mehr Energie kostet, als sie einbringt, wie vielerorts vermutet wird...


Der afghanisch-niederländische Designer und Erfinder Massoud Hassani, der eigenen Aussagen zufolge schon als Kind vom Wind als Antriebskraft fasziniert war und zusammen mit seinem Bruder Spielzeug bastelte, das vom Wind bewegt wurde, stellt auf der Design Indaba in Cape Town im Februar 2012 ein ganz besonderes windbetriebenes Objekt vor – das er im Vorjahr als Abschlußprojekt für die Design Academy Eindhoven erarbeitet hatte.

Der Hintergrund seines Mine Kafon liest sich bedrückend: Jährlich sterben zwischen 15.000 und 20.000 Menschen, zumeist Zivilisten, durch explodierende Landminen, etwa jede 5.000ste Entschärfung kostet einen Sprengstoffexperten das Leben, und doppelt so oft wird ein Minensucher schwer verletzt. Hassanis Apparat, der durch Windkraft zum Rollen gebracht wird, soll daher bei der Entdeckung von Minen behilflich sein.  

Das Gebilde mit einem Durchmesser von 221 cm besteht aus 160 Bambusrohren und Plastiktellern, die an einer Kugel in der Mitte befestigt sind. Er hat genug Fläche, um vom Wind bewegt werden zu können, und ist gleichzeitig schwer genug, um Minen zur Detonation zu bringen, wobei er mehrere Explosionen aushalten soll. Verliert der Minensucher einige seiner ,Beine’ aus Bambus, können diese meist schnell ersetzt werden. Durch einen im Kern angebrachten GPS-Sender läßt sich die Route des nur 50 $ teuren Geräts genau nachverfolgen, um zu sehen welcher Bereich schon minensicher ist.

Beim London Design Award 2012 ist Hassanis Konstruktion für den Hauptpreis nominiert.

Laut Henk van der Slik von der niederländischen Einheit zur Sprengkörperentschärfung, mit der Hassani bei der Entwicklung des Mine Kafon zusammengearbeitet hat, gibt es allerdings eine Reihe von Einschränkungen. So ist der Wind-Minenräumer nur bei Wind und nur auf ebener Fläche einsetzbar – und die einzelnen Metallsplitter der detonierten Minen müssen immer noch manuell aufgesammelt und entfernt werden.

Hassani konzentriert sich daher darauf, den Mine Kafon zu perfektionieren, gründet die Hassani Design BV und startet im Januar 2013 auf Kickstarter eine erfolgreiche Crowdfunding-Aktion, bei der er von 4.169 Unterstützern sogar mehr als die gewünschten 100.000 £ zusammenbekommt, um nach der Prototypen-Phase nun zu echten Tests auf vermintem Gelände übergehen zu können. Und ab dem März 2013 wird ein Modell seines Minenentschärfers für ein knappes Jahr im New Yorker MoMa ausgestellt.


Im April 2012 taucht in der Presse die für umgerechnet 1.200 € selbst gebaute elektrische Seifenkiste des chinesischen Bauern Tang Zhenping auf, die bis zu 140 km/h erreichen soll.

Zhenping-Elektromobil

Zhenping-Elektromobil

Das innerhalb von drei Monaten gebaute, 3 m lange und 1 m hohe, Fahrzeug enthält Teile eines Rollers und eines Motorrads, und seine Akkus werden am Stromnetz aufgeladen.

Ab einer höheren Geschwindigkeit schaltet sich die markante Windturbine am Kühlergrill an, die dann der Reichweitenverlängerung dient. Der vom Fahrtwind bewegte Ventilator treibt einen Generator an, der den Akku nachlädt.

Etwas unklar ist allerdings, was Zhenping mit den ,solar energy wings’ meint, die als weitere Energiequelle zum Nachladen der Fahrzeugbatterie genutzt werden. An den Heckflossen seines Gefährts sind jedenfalls keine Solarzellen zu sehen.


Ebenfalls einiges an Presse bekommt im Februar 2013 ein Leichtbau-Elektrofahrzeug namens Wind Explorer, nachdem dieses mit Hilfe der Windkraft es Australien von West nach Ost durchquert hat. Da es neben einer portablen Windkraftanlage zum Nachladen der Batterien auch von einem Zugdrachen angetrieben wird, habe ich es weiter unten im Kapitelteil Drachen aufgeführt (s.d.).


Im Februar 2013 läßt die Luft- und Raumfahrt-Universität in Peking ihren Polar Rover losfahren, ein satellitengesteuertes autonomes Forschungsgefährt, das die Auswirkungen der globalen Erwärmung auf die Antarktis zu erforschen soll.

Polar Rover

Polar Rover

Rund um die Uhr mit Energie versorgt wird die 1,8 x 1,2 x 1,6 m große und 300 kg schwere Maschine durch die kleinste vertikale Windturbine, die es auf den Markt gibt: dem Modell HoYi! der Firma Urban Green Energy Inc. (UGE) mit Sitz in New York. Der gedrillte Darrieus-Rotor aus Fiberglas ist 130 cm hoch, hat einen Durchmesser von 80 cm und kann bis zu 200 W liefern.

Sowohl der Rover als auch die Turbine sind so gebaut, daß sie eisigen Temperaturen, polaren Winden, geomagnetischen Störungen und kosmischer Strahlung widerstehen.

Schon nach einem Monat hat das indirekt windbetriebene Fahrzeug, das von dem Kunlun Polar Research Team um Prof. Tianmiao Wang entwickelt wurde, bereits eine beeindruckende Strecke von 2.500 km zurückgelegt.


Im Juli 2013 stellt der israelische Industriedesigner Shlomi Mir einen windbetriebenen Steppenroller-Roboter vor, den er zum Zwecke der Klimadaten-Sammlung entwickelt hat. Auf einem Video seiner Homepage ist ein Rollversuch aus dem Vorjahr zu sehen – auf dem Flugfeld Tempelhof in Berlin! Die Idee orientiert sich an der sogenannte Chamaechorie, einer Ausbreitungs-Form von Pflanzen, bei der sich ganze Pflanzen oder abgelöste Teile durch den Wind verbreiten. Die entsprechenden Pflanzen sind als Bodenläufer, Steppenläufer bzw. Steppenroller bekannt. Der nnovative Prototyp gewinnt den internationalen Lexus Design Award dieses Jahres.

Dank der eingespannten Segel kann der Roboter praktisch über fast jedes Gelände rollen, wobei ein unter Spannung stehendes Stahlseil-Gerüst Aufschläge auf den Boden abfedert. Ein kinetischer Generator, der Bewegungsenergie in Strom umwandelt, liefert die Energie für den integrierten Computer, der über angebrachte Sensoren Klimadaten sammelt, sowie für den Motor, der die Kugel zu einem unbeweglichen abgeflachten Doughnuts zusammenziehen bzw. wieder expandieren kann.

Obwohl das Gerät seine Richtung nicht steuern kann, ist es ihm dadurch möglich, selbst zu entscheiden, wann sich bewegen will. Stimmt die Windrichtung, dehnt es sich wieder zu einen Ball aus, fängt die Brise in seinen Segeln... und rollt los.

Mir, der zuvor für die israelische Armee Bombenentschärfungs-Roboter entwickelt hat, arbeitet nun mit weiteren Forschern zusammen, um eine einfachere und robustere Version zu schaffen, die auch kleiner und wendiger ist. Der Prototyp soll es Wissenschaftlern ermöglichen, Daten zur Entstehung von Wüsten zu sammeln, da es gerade in diesem Forschungsgebiet sehr schwierig ist, diese durch Exkursionen zu gewinnen.

Die Idee ist, daß man einen Schwarm dieser Datensammler über Sanddünen verteilt, die jeweils die Bewegung der anderen aufzeichnen um eine 3-D-Karte des Windes zu modellieren, der über die Oberfläche einer Düne zieht, was letztlich zu einem besseren Verständnis dafür führen kann, wie sich Dünen bewegen und welche möglichen Lösungen es gibt, sie aufzuhalten.

Im Jahr 2014 soll mit 20 Geräten ein erster Feldtest gemacht werden, doch es gibt auch Pläne, mit Hunderten der Steppenroller-Roboter noch weit größere Gebiete zu kartieren.


Windgeist Grafik

Windgeist (Grafik)

Als im Oktober 2013 Fahrzeugdesign-Studenten der Hochschule Pforzheim mehr als 5.000 Fragebögen einer Umfrage der ZEIT auswerten und davon ausgehend Autos für morgen entwerfen, ist auch ein Entwurf namens Windgeist mit dabei, den Tim Wittke vorlegt.

Dabei handelt es sich um dreirädriges Gefährt, dessen eigentlicher Antrieb – ein Elektromotor – am Hinterrad sitzt, während es beim Vorankommen von einem Segel unterstützt wird, das ein Computer je nach Wind- und Fahrtrichtung ausrichtet.

Die ach so sachlichen ZEIT-Redakteure kommentieren den Entwurf mit den trockenen Worten, daß der Windgeist „eher als Carsharing-Fahrzeug auf dem Land geeignet (sei), wo der Wind stärker weht.“


Meldungen im November 2013 zufolge arbeitet Richard Jenkins, der Entwickler des Greenbird (s.o.), seit einiger Zeit an einer Saildrone, die selbständig rund um den Globus segeln soll. Konstruiert und gebaut für den Einsatz in der Ozeanografie und Klimaforschung, befindet sich der ferngesteuerte Flügelrigg-Trimaran aus aus Karbon-Komposit-Materialien seit einem Jahr in der intensiven Erprobungsphase.

Der segelnde Roboter namens Honey Badger gilt als extrem robust, richtet sich grundsätzlich nach einer Kenterung wieder selbst auf und kann auch mehrere Stunden gekentert durchhalten, ohne Schaden zu nehmen.

Honey Badger

Honey Badger

Im März legt das 5,80 m lange und 2,14 m breite Boot, das mit einem gut 6 m hohen Karbon-Flügelsegel ausgestattet ist und zwei Stabilisierungs-Ausleger besitzt, auf der San Francisco Bay in 67 Stunden eine Strecke von 154 Seemeilen zurück, um anschließend unversehrt in den Hafen zurückzukehren. Bei Windspitzen von 28 Knoten kann das Boot bis zu 8,4 Knoten Fahrt machen.

Im August startet dann ein erster Versuch, den Pazifik zu überqueren, der nach einem Defekt in der Elektronik jedoch abgebrochen werden muß. Immerhin kommt das Boot unversehrt zurück, nachdem es in zwei Wochen bereits 2.000 Seemeilen in eine Richtung zurückgelegt hatte.

Anfang Oktober 2013 wird es in der San Francisco Bay wiederum ins Wasser gelassen, mit einem einfachen Befehl im elektronischen Gehirn: Segle nach Hawaii! Es gelingt dem autonomen windbetriebenen Oberflächenfahrzeug die 2.248 nautischen Meilen in 34 Tagen zurückzulegen. Besonders bemerkenswert ist, daß das Boot etwa 650 Seemeilen bei Windgeschwindigkeiten über 35 Knoten zurücklegt, wobei es Spitzengeschwindigkeiten von 14 Knoten erreicht.


Daß dagegen einige Tiere schon sehr lange Meister darin sind, die Wind zur Fortbewegung zu nutzen, beweisen Albatrosse, denen ihr Langstreckenflug durch ihre aerodynamische Form und eine besondere Flugtechnik mit Windantrieb gelingt.

Wanderalbatrosse erreichen eine Flügelspannweite von mehr als 3 m und brauchen keine Muskelkraft, um die Flügel gespannt zu halten. Im Jahr 2005 berichten Forscher von einem Albatros, der die Erde in weniger als 46 Tagen umrundet hat, indem er mehr als 20.000 km entlang der südlichen Breitengrade auf und ab gesegelt ist.

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Solche Rekorde erreichen die Vögel mit Hilfe einer ausgefeilten Gleitflugtechnik, die nun von einem internationalen Forscherteam um Prof. Gottfried Sachs und Johannes Traugott von der TU München analysiert wurde, indem sie 20 Wanderalbatrosse (Diomedea exulans) auf dem Kerguelen-Archipel im südindischen Ozean mit GPS-Sendern beklebten und ihre Flugrouten verfolgten.

Das äußerst energieeffiziente Gleitflugmuster besteht darin, daß die Albatrosse zunächst im dynamischen Gleitflug gegen den Wind aufsteigen (1), dann eine steile Kurve fliegen, die ihnen einen Energieschub verleiht (2), bevor sie mit dem Wind wieder nach unten sinken (3), um sich erneut in den Luftstrom zu drehen (4). Es gibt auch eine nette und sehr ausführliche 3D-Visualisierung zu verfolgen, die sogar einige humorvolle Aspekte hat.

Da in 10 – 15 m Höhe über der Wasseroberfläche ein starker Wind weht, fliegt der Albatros dort eine Kurve und erfährt durch die Schrägstellung seiner Flügel einen großen Auftrieb – wird sozusagen vom Wind mitgenommen. Dadurch verbucht der Seevogel in jedem Gleitzyklus ein Energieplus, das er zum Vorankommen nutzt. Mit ihren Erkenntnissen über die Flugtechnik von verschiedenen Vögeln und Insekten wollen die Wissenschaftler sparsame Fluggeräte entwickeln.


Gegenwindfahrzeuge


Diese windbetriebene Objekte wurden schon zuvor mehrfach erwähnt. Was sie so besonders macht, daß sie auch heute noch vielerorts angezweifelt werden, ist der Sachverhalt, daß sie sich zwar durch die Energie des Windes fortbewegen – aber in den Wind hinein. Dabei ist weder die Idee neu, noch ihre Umsetzung.

Ein frühes Gegenwind-Boot wird im Jahr 1920 von einem Franzosen namens Konstantin gebaut, der es Bois de Rose nennt und damit gegen den Wind auf der Seine herumschippert.

Ford-Patent

Ford-Patent

In dem US-Magazin Popular Science vom Januar 1924 wird unter dem Titel ,Claims Air Motor Bucks The Wind’ über das Windmotor-Patent des Erfinders Charles R. Ford aus Hot Lake, Oregon, berichtet (US-Nr. 1.491.688, beantragt 1922, erteilt 1924).

Mit diesem Antrieb, der aus einer Reihe von Lüftern oder Windmühlen besteht, die auf einer Welle montiert und in einem Zylinder eingeschlossen sind, der drehbar gelagert in Richtung Wind geschwenkt werden kann, und es dem Schiff daher ermöglicht, sich auch direkt gegen den Wind zu bewegen.

Im Falle von Windstille soll der Motor aber auch in der Lage sein, seinen eigenen Wind zu erzeugen – wenngleich es nicht ganz nachvollziehbar ist, wie das ohne zusätzlichen Energieaufwand geschehen soll.

Constantin/Daloz-Patent

Constantin/Daloz-Patent

Vielleicht mittels der stationären Metallstücke, der Erfinder als ,Lufttrecker’ bezeichnet, und die zwischen den Lüftern angebracht sind und den Luftstrom so verteilen, daß jeder Rotor die gleiche Menge an Energie erzeugt. Auf leider nicht reproduzierbaren Abbildungen ist ein Motor mit 30 Lüftern zu sehen – sowie der Erfinder auf einem kleinen Versuchsboot.

Ein britisches Patent, auf dem die Grundstruktur vieler späterer windbetriebenen Boote schon gut zu sehen ist, wird im Jahr 1924 an Louis Constantin und Gaston Daloz aus Frankreich erteilt GB-Nr. 205090).

Über die Erfindung des Luftfahrtingenieurs Laurence J. Lesh, ein Rotorschiff, das schon im leichtesten Wind lossegelt, wird im Magazin Popular Science im Juli 1933 berichtet.

Das Boot, von dem Lesh bereits ein kleines Modell zeigen kann, an dem er seit einem Jahr arbeitet, soll in Chicago in voller Größe gebaut werden. Seine drei geplanten Rotoren sehen aus wie wirbelnde Surfbretter, benötigen jedoch – anders als der Flettner-Rotor – keine Motoren um in Rotation versetzt zu werden. Sobald sich die spitzen, vertikalen Flügel des Bootes erst einmal drehen, fahren sie damit solange fort, bis der Wind abflaut oder die Bremsen betätigt werden. Starten tun sie, wie die Versuche gezeigt haben, schon bei der leichtesten Brise.

Lesh-Rotorsegel Grafik

Lesh-Rotorsegel (Grafik)

Leshs Forschungen haben gezeigt, daß die rotierenden Flügel, die sich gleich gut in beiden Richtungen drehen können, das Boot direkt in den Wind hineinziehen, wobei sie die fast vierfache Antriebskraft gewöhnlicher Segel erreichen.

Ein Versuchsboot in voller Größe, das kurz vor seiner Fertigstellung steht, soll dazu verwendet werden, um Rotoren in verschiedenen Größen und Ausführungen auszuprobieren. So sollen beispielsweise verschiedene Rotoren der gleichen Größe mit Leinwand, Sperrholz und Aluminium überzogen und geprüft werden, um das am besten geeignete Material herauszufinden. Lesh zufolge werden für einen 70-Fuß-Kabinenkreuzer drei Rotoren benötigt. Leider läßt sich nichts darüber finden, daß es tatsächlich zu einem Stapellauf gekommen ist.

Der nächste Ansatz stammt von dem späteren Lord Brabazon, der ebenfalls im Jahr 1933 das wohl erste Boot mit einem Rotor baut, der keinen Propeller antreibt – sondern die Funktion eines Segels übernimmt. Die entsprechenen Tragschrauber-Flugzeuge waren nur ein paar Jahre zuvor erfunden worden (1930).

Die Kestrel macht schon auf ihrer ersten Ausfahrt in Cowes Harbour einen Unfall, als es nicht gelingt den Rotor zu stoppen, da die Bremse nicht stark genug ist. Danach bleibt das Boot 60 Jahre lang in einem Schuppen, bis es von einem klassischen Boot-Enthusiasten namens Maurice Wilmot entdeckt und originalgetreu restauriert wird – mit Ausnahme einer stärkeren Bremsscheibe.

Drehkegel-Segel

Drehkegel-Segel

Nur ein Jahr später, im Juli 1934, erscheint ebenfalls im Popular Science ein kurzer Artikel über einen nicht namentlich benannten Erfinder, dessen Segelboot ebenfalls fast direkt in den Wind zu steuern sein soll.

Dies geschieht dem Entwickler zufolge durch einen dreiflügeligen Drehkegel anstelle der üblichen Leinwand-Segel, wobei das neue System dreimal so viel Antriebskraft entwickeln soll wie herkömmliche Starrsegel. Auch in diesem Fall gibt es darüber hinaus leider keine weiteren Informationen.

In der Ausgabe vom Januar 1935 des Magazins Modern Mechanix wird die Entwicklung eines britischen Ingenieurs vorgestellt, der gigantische Rotoren auf Schiffe setzen will – als Ersatz für Segel und Motoren. Das Konzept wird samt einem Arbeitsmodell auf der Erfindermesse des Institute of Patentees in Westminster, England, präsentiert.

Der hoch über Deck montierte wirbelnde Propeller soll die unbegrenzte Macht des Windes auf die Schiffsschrauben des Boots zu übertragen, wie es heißt.

Da sich der Propeller variabel in den Wind stellen läßt, unabhängig von der Richtung, in die das Schiff fährt, sei es sehr wahrscheinlich, daß das Windmühlenschiff auch direkt in den Wind fahren kann.

Ein an der Windmühle montierter Generator soll Strom für Elektromotoren liefern, die an den Antriebswellen der Propeller sitzen – oder die Leistung wird mechanisch übertragen.

Zalewski-Modell

Zalewski-Modell

Die nächsten Versuche datieren aus den 1960er Jahren, angefangen mit William Garnett, der im Jahr 1960 ein Modell auf Rädern und mit acht, leicht kegelförmigen, Segeln vorführt.

Ihm folgt ein W. Zalewski aus Polen, der schon 1908 mit dem Studium von Windenergieanlagen begonnen und 1918 ein Buch darüber geschrieben hatte. Während eines Gefängnisaufenthalts in Polen im Jahr 1950 beginnt er Pläne für ein Segelschiff zu entwerfen, das direkt gegen den Wind fahren kann.

Nach dem Umzug nach London und dem Beitritt zur AYRS entdeckt er Katamarane und baut ein kleines Modell, das auf der London Boat Show 1962 gezeigt wird.

Gemeinsam mit zwei amerikanischen Mitglieder wird 1965 eine 4,2 m große Windkraftanlage auf einem 3,6 m langen Katamaran namens Lugubrious I installiert, mit dem die drei erfolgreich gegen den Wind segeln.

Schon ab etwa 1963 experimentiert George Dibbs mit einem semi-elliptischen Rahsegel – das alsbald unter dem Namen AYRS-Sail bekannt wird.

AYRS-Sail

AYRS-Sail

Bei dieser AYRS handelt es sich um die im Jahr 1955 gegründete internationale Amateur Yacht Research Society, die in London als Gesellschaft mit beschränkter Haftung eingetragen ist. Aus deren Material stammt auch ein Großteil der hier präsentierten Informationen - leider haben die Abbildungen nicht immer zufriedenstellende Qualität.

Über Segel und Segelschiffe, die nicht gegen den Wind fahren können, habe ich weiter oben schon ausführlich berichtet.

Weiter geht die Geschichte der Gegenwind-Schiffe mit einem Modell-Yacht-Wettbewerb, den die AYRS im Jahr 1966 veranstaltet, und an dem sich auch ein Boot von Philip Hansford beteiligt, das sehr schnell direkt gegen den Wind segelt.

Hansford beschäftigt sich später allerdings damit, Rekord-Tragflügelboote zu bauen. Die Arbeit an Booten mit Windkraftanlagen scheint er aufgegeben zu haben.

Innerhalb der nächsten zehn Jahre passiert nicht viel, außer daß Kenneth May für den Stand auf der die Boat Show im Jahr 1971 ein paar Demonstrationsmodelle zur Verfügung stellt. Er erkennt auch, daß eine Windkraftanlage mit hoch gelegener Nabe schwere Kreiselmomente aufweisen wird, so daß ein entsprechend ausgerüstetes Boot einen Mehrrumpf für seine Stabilität benötigt. Wirkliche Tests scheint er jedoch nicht durchzuführen.

in den 1970er Jahren baut die Universität Strathclyde eine im Jahr 1962 von Freesey in Maldon, Essex, hergestellte Blackwater Sloop, eine kleine Segelyacht, zu dem experimentellen Windturbinen-Schiff Falcon um.

Falcon

Falcon

Dabei wird der Mast entfernt und mittschiffs auf einem Stand ein 4,5 m durchmessender Windrotor errichtet (andere Quellen: 4,8 m), der eine kleine Propeller-Einheit versorgt, so daß das Boot in jede gewünschte Richtung segeln kann – auch direkt in den Hauptwind hinein.

Informationen der AYRS zufolge hätte Neil Bose auf der 5,40 m langen und 2,12 m breiten Yacht mit Eichenrahmen und Mahagoni-Beplankung, die auch eine zusätzliche Stewart Tuner-Maschine besitzt, zwischen 1983 und 1986 eine Vielzahl verschiedener Rotorblätter getestet – verdrehte, gerade und gewölbte, mit unterschiedlichen Anstellwinkeln, die er sowohl als Tragschrauber wie auch als Antriebspropeller experimentell überprüft.

Das Boot ist nicht sehr schnell – in einem Wind von 15 Knoten erreicht es eine Geschwindigkeit von 5 Knoten –, aber das ist ja auch nicht die Idee, denn es geht bei dem Experiment um Kraftstoffeinsparungen in der Handelsschifffahrt. Bose wird später Professor für Meerestechnik an der Memorial University of Newfoundland, während die Falcon in der Sammlung des schottischen Schifffahrtsmuseum in Irvine landet, von wo das abgebildete Foto aus dem Jahr 2008 stammt.

In den Jahren 1977 und 1980 legt der amerikanische Cartoonist Douglas Hannan der AYRS eine Reihe von Zeichnungen ungewöhnlich aussehender Boote vor, von denen er einige auch als kleine Modelle umgesetzt haben soll – wie den Whirlwind von 1977.

Ein weiteres Modell wird im Jahr 1979 von Simon Sanderson erstellt, der sich auch an einem Rotor mit vertikaler Achse und Kippflügeln versucht, sich dann aber von Windkraftanlagen abwendet und mit einer anderen Art von Boot weiterarbeitet.

Ebenfalls im Jahr 1979 baut George Webb einen Katamaran in voller Größe, der mit einer Windkraftanlage ausgestattet ist, die sowohl zum Antreiben eines Schiffpropellers eingesetzt wird, als auch als Autogiro arbeitet. Obwohl die BBC dieses Boot filmt, gelingt der der Idee nicht wirklich, Aufmerksamkeit zu wecken.

Erst mit dem hohen Ölpreis in den frühen 1980er Jahren beginnen erneute Forschungen mit windgetriebenen Schiffen, die nun fast schon respektiert werden.

Aus dieser Zeit ist ein Windkraftanlagen-Boot namens Te Waka bekannt, das von Jim Bates in Neuseeland gebaut wird. Zum Einsatz kommt eine ziemlich kleine 3-Blatt-Turbine, mit der das Schiff etwa mit der gleichen Geschwindigkeit in alle Windrichtungen fahren kann. Direkt in einen mit 14 Knoten blasenden Wind hinein erreicht es immerhin eine Geschwindigkeit von 7 Knoten.

Philip Weld, der 1980 im Alter von 65 Jahren das transatlantische Einhand-Rennen gewinnt, beabsichtigt eigentlich im Jahr 1984 in einem Boot mit einem High-Tech-Wingmast erneut an den Start zu gehen, das er schmunzelnd als das ,ultimative geriatrische Rigg’ beschreibt. Weld hat großes Interesse an Wind- und Solarenergie, und die Brüder Meade, Joel und Jan Gougeon, welche die Technik des mit Epoxid getränkten Holzes entwickelt und auch Welds Siegerboot Moxie gebaut hatten, gelten als prominente Hersteller von Holz-Epoxy-Windturbinenschaufeln [ihr 412-seitiges Hauptwerk von 1972 namens ,The Gougeon Brothers on Boat Construction’ ist übrigens in seiner englischsprachigen 5. Auflage im Netz frei verfügbar – ebenso wie als deutschsprachige Originalausgabe unter dem Titel ,Moderner Holzbootbau’ – wobei dieses Werk als das erfolgreichste Bootsbaubuch aller Zeiten gilt).

Leider lebt Philip Weld nicht lange genug, um das Projekt abzuschließen, und sein letztes Schiff bleibt bei seinem Tod unvollendet und wird später von Hevila Hawkins übernommen. Es ist ein von Jim Brown entworfener, 9,6 m langer Katamaran, der im Jahr 1985 nachweislich eine Windkraftanlage besitzt, um den Propeller anzutreiben.

Bereits 1980 beantragt Jean-Pierre Vidal aus dem französischen Mennecy das Patent für ein System zum Antrieb von Booten mittels Winde und Strömungen und zur Rückgewinnung von Energie, das ihm 1983 erteilt wird (US-Nr. 4.371.346; vgl. FR-Nr. 2464186 bzw. EP-Nr. 0024998, erteilt 1981). Auf der Patentabbildung ist ein 4-Blattrotor mit direkter mechanischer Verbindung zum Propeller zu sehen.

Weitere Patente aus dieser Zeit stammen von Laszlo Nagy aus Barberton, Ohio (US-Nr. 4.353.702, erteilt 1982), sowie von Sidney E. Veazey aus Fredricksburg, Virginia (US-Nr. 4.553.037, erteilt 1985).

Rotorboot von Denney

Rotorboot von Denney

Zwischenzeitlich legt Rob Denney im Jahr 1983 der AYRS ein ernsthaftes Projekt vor: Er will auf einem 12 m Trimaran eine 8,4 m hohe Dreiblatt-Windkraftanlage installieren, um mit dem Boot am transatlantischen Einhand-Rennen 1984 teilzunehmen. Seiner Meinung nach wäre das Boot durch den direkten Antrieb des Propellers in der Lage, gegen den Wind zu segeln und sich aus dem Inneren der Kabine leicht steuern zu lassen, wobei es weniger Belastungen als mit gewöhnlichen Segeln ausgesetzt wäre.

Obwohl er ein Team von sehr gut qualifizierten und erfahrenen Leuten zusammenstellt, ein Sponsoring-Konzept entwickelt und sogar schon einem von Rod MacAlpine-Downie entwickelten Trimaran-Rumpf besitzt, bekommt er das Geld nicht zusammen, um daraus ein Gegenwind-Schiff zu bauen. Mehr Erfolg hat er, als er den Lieferanten von Materialien kostenlose Werbung als Gegenleistung für kostenlose Lieferungen verspricht. Im Jahr 1986 gelingt es ihm gemeinsam mit Neil Bose von der Glasgow University, auf dem Iroquois Katamaran eine 3-Blatt-Turbine zu installieren.

Dieses Boot befindet sich inzwischen im Besitz des ehemaligen AYRS-Vorsitzender Fred Ball, hat aber keine Windkraftanlage mehr an Bord.

Über das (auch) Gegenwind-Schiff Revelation I von Jim Wilkinson und Neil Bose aus dem Jahr 1984 habe ich bereits oben unter Segelschiffe berichtet (s.d.).

Ebenfalls 1984 läßt sich Josef Thomas Dusek, ein australisches AYRS-Mitglied, ein Gerät patentieren (nicht verifizierbar), das wie ein Hubschrauber-Rotor aussieht, bei dem die Flügel aber  über einen halben Kreis hin und her ,flattern’ – und das Schlagen verwendet wird, um eine Pumpe zu betreiben. Es scheint aber nicht beabsichtigt gewesen zu sein, damit ein Boot fahren zu lassen.

Dusek-Patent

Dusek-Patent

Leider sind darüber keine weiteren Informationen zu finden, und bei einer Recherche ließen sich nur zwei australische Patente aus den Jahren 2009 bzw. 2010 nachweisen, in denen sich Dusek eine vertikale, konisch geformte Windturbine mit mehreren Flügeln schützen läßt, die zusätzliche Wirbelgeneratoren verwendet (Vertical axis wind turbine utilising vortex generators; AU-Nr. 2009906079 & AU-Nr. 2010249162).

Auch hier gibt es keine weiterführenden Angaben die etwas darüber aussagen, ob Dusek diese Technologie bei Booten eingesetzt hat.

Guiseppe Gigliobianco aus Cremona, italienisches Mitglied der AYRS, setzt 1986 eine Vertikalachsen-Windturbine auf einen Katamaran, die an den Propeller gekoppelt ist.

Anfänglich experimentiert Gigliobianco mit Flügeln aus Segeltuch, geht später aber zu halbsteifen Flügelblättern über.

Von diesem Entwurf baut der Web-Designer Peter Alfred Worsley aus dem britischen Norwich für die AYRS Boat Show im Januar 1996 in London ein Modell namens Fido, dessen kegelförmiger Tragschrauber in einem Indoor-Testtank aber nicht funktioniert.

Fido

Fido

Ab den späten 1990er Jahren beschäftigt sich Worsley dann mit der Entwicklung von Booten, die in jede beliebige Richtung segeln können, so auch direkt in den Wind. Seine ersten Erfolge hat er mit einem kleinem Modell, das er zutreffend Windspinner nennt.

Es erweist sich, daß große Propeller für Leichtwind gut geeignet sind, während für stärkere Winde kleinere Propeller vorteilhafter sind.

1995 erhält Worsley ein Patent für sein windbetriebene Bootstechnologie (GB-Nr. 2286570) – und baut nach weiteren erfolgreichen Tests mit Modellen, und mit einem neuen Ansatz, einen Wind-Katamaran in voller Größe.

Seine Jensa, die ihn neben viel Zeit rund 1.000 £ kostet, besitzt einen 6-Blatt-Rotor von gut 2,5 m Durchmesser, dessen tragflächenförmige Blätter aus Balsaholz gefertigt sind. 1995/96 finden zwar erfolgreiche Testfahrten auf dem Fluss Orwell statt, das Projekt wird trotzdem erst einmal auf Eis gelegt – bis es zum Ende der Dekade als ideale ,Niedrig-Emissions-Antwort’ auf das Problem des Klimawandels wiederbelebt wird.

Worsley und Jensa

Worsley und Jensa

Im Juni 1999 kommt Worsley mit seinem Wind-Katamaran in die Presse, als er ihn auf dem Wasser des Littelton Reservoirs bei Shepperton vorführt.

Je nach Windstärke dreht sich der Rotor mit 1 – 2 U/s, wobei die kinetische Drehkraft über eine Reihe von Getrieben, Riemen und Wellen auf den Propeller im Wasser übertragen wird. Der Rotor richtet sich automatisch aus, und das Boot läßt sich gut in den Wind hinein steuern.

Die Leistung ist gut, wenn auch nicht spektakulär, denn die Jensa zeigt, daß sie mit einer Geschwindigkeit von 2 – 3 Knoten direkt in einen 10 – 15 Knoten starken Wind fahren kann.

Später entwickelt, baut und testet Worsley noch diverse weitere ferngesteuerte Modelle, wie den Bluebird MkI im Jahr 2000, für den er auch ein Patent beantragt, gefolgt vom Modell Bluebird MkII. Es sind alles Boote, die in jede Richtung segeln können.


Ein phantastisches, eigentlich ganz unglaubliches und umso wundervolleres Projekt, auf das mich dankenswerterweise ein treuer Leser aufmerksam gemacht hat, wird von der Wilhelmshavener Tischlerin, Architektin und Künstlerin Wipke Iwersen ins Leben gerufen, die einen Großteil ihrer Kindheit und Jugend auf dem Segelschiff ihres Großvaters und ihrer Eltern auf der Nordsee verbrachte, auf dem sie mittlerweile selbst der Skipper ist.

Unter dem Titel Expedition zum Ursprung des Windes beginnt sie im Jahr 2004 mit dem Bau ihres ersten, noch winzigen Windvinder-Modells, ein unbemanntes Forschungsschiff dessen Gabe es ist, Gegenwind in Antrieb zu verwandeln. Weshalb es stets in den Wind hinein fährt, auf einer fast metaphysischen, selbständigen Reise. Oder wie es Wipke selbst beschreibt:

„Ein neuer Fliegender Holländer ist auf Reisen, unterwegs zum Ursprung des Windes: Gemacht um zu verschwinden und wieder aufzutauchen, um eine Legende zu werden, um durch viele Hände zu gehen. Alle Einzelteile dieses unbemannten Schiffes sind mit Instruktionen beschrieben für die Menschen, die es finden werden: Sie sollen es reparieren und wieder auf die Reise schicken.“

Junger Windvinder

Junger Windvinder

Bereits 2005 kann auf der Austellung ,North’ während der SAIL in Amsterdam ein ,junger’ Windvinder gezeigt werden. Ihm folgen Versuche mit den verschiedensten Versionen von Windrädern und Schiffsschrauben, während in den ausführlichen und üppig bebilderten Beschreibungen der Baufortschritte zu sehen ist, mit welch einer Akribie, Umsicht und Liebe gearbeitet wird.

Keine Schrauben und Nägel, sondern nur Dübel und miteinander vernähte Elemente aus massiver Eiche, wodurch das Skelett extrem flexibel bleibt. Eine bislang noch nie gesehene Rumpfform mit zusätzlichen Rammköpfen, sodaß bei etwaigen Zusammenstößen kaum Schaden entsteht. Und... und... und...

Der Sposor Proven Energy baut eine sturmsichere Nabe, die selbständig (und rein mechanisch) die Tourenzahl reguliert: Bei Windstärke 10 dreht die Turbine mit der gleichen gesunden Geschwindigkeit wie bei Windstärke 4. Und bei Orkan falten sich die Blätter allmählich nach achtern – doch selbst dann arbeiten sie noch!

Im Jahr 2008 startet der erste Windvinder in voller Größe. Die Expedition zum Ursprung des Windes beginnt in etwa jener Ecke des Pazifiks, wo sich vor vielen tausend Jahren einige Menschen in ihre Kanus gesetzt haben, um die Weite des ausgedehntesten Ozeans dieser Welt zu erkunden und neue Siedlungsorte zu finden.

Windvinder

Windvinder

Seit seiner vorläufigen Fertigstellung ist das Gegenwind-Schiff auf unbemannter Weltreise – und das Erhoffte geschieht wirklich: Immer wieder gibt es Sichtungen, Fischer schleppen das Boot ab, reparieren einige Schäden, und lassen es wieder frei, andere fügen Verbesserungen hinzu oder beginnen mit Nachbauten, die alsbald ebenfalls auf die Suche nach dem Ursprung des Windes gehen.

Alles selbstlos, und nur aus Liebe zur Sache und aus Wertschätzung gegenüber diesem bewundernswerten Objekt.

Anfang 2012 restauriert Wipke den Wilhelmshavener Traditionssegler Thor, mit dem sie im Pazifik auf die Suche nach ihrer Schöpfung gehen will, die offenbar schon viele Nachahmer animiert hat, ähnliche Gefährte auf die Reise zu schicken.

Anders sind die zeitnahen Sichtungen von unbemannten Seglern in Entfernungen von mehreren hundert Kilometern nicht zu erklären. Wipke selbst war schon dreimal vor Ort und hat erlebt, wie Fischer ihre Idee aufnehmen und mit einfachen Mitteln selbst Windfinder bauen - mit Rümpfen aus Bambus und Segeln aus Jutesäcken.

Ich kann nur von Herzen empfehlen, sich die mehrsprachige Homepage von Wipke Iwersen anzusehen – und ist Initiatorin nach bestem Vermögen zu unterstützen!


Doch nicht nur auf dem Wasser passiert immer mehr, auch an Land gibt es Fortschritte.

Im August 2008 veranstalteten die Niederländische Gesellschaft für Technologiertransfer (Dutch Association of Technology Transfer, ATO-NH), das Zentrum für Energieforschung der Niederlande (Energy research Centre of the Netherlands, ECN) sowie die Versicherungsgesellschaft De Jong Insurances, die ihre Kooperation als ein langfristiges Engagement zugunsten des Klimas betrachtet, den ersten Wettbewerb, bei dem ausschließlich durch Windkraft angetriebene Gegenwindfahrzeuge gegeneinander antreten. Als Organisator tritt die Foundation Wind Energy Events (WEE) auf.

Das Rennen in dem früheren Fischerdorf Huisduinen im Nordwesten von Holland findet als Teil des Tall Ship Races Festival in Den Helder statt, zu dem über 300.000 Besucher erwartet werden.

Beim AEOLUS Race müssen die Fahrzeuge imstande sein, direkt – das heißt ohne zu kreuzen – gegen den Wind zu fahren, weshalb auch keine Segel verwendet werden können. Statt dessen muß die Windkraft mittels kleiner Windkraftanlagen eingefangen und in Vortrieb umgesetzt werden. Dabei gilt es, möglichst schnell eine Strecke von 3 - 5 km (je nach vorherrschender Windrichtung) entlang des Nordseedeiches zurückzulegen. Weitere Vorgaben des Veranstalters sind u.a.:

  1. Ein Landfahrzeug mit Rädern, von einem einzelnen Fahrer gesteuert
  2. Der Antrieb ist mittels einer Rotor-/Turbinenkonstruktion zu realisieren, die an die Antriebsräder gekoppelt ist
  3. Die Zwischenspeicherung von Energie ist erlaubt, der Energiespeicher muß bei Rennantritt allerdings nachweisbar leer sein
  4. Die maximalen Außenmaße betragen 4 m x 2 m x 3,5 m (L x B x H)
  5. Die maximale Rotorfläche beträgt 4 m2
  6. Es sind verschiedene Sicherheitseinrichtungen vorgegeben


Insgesamt melden sich neun Teams aus ganz Europa an, von denen dann auch sechs an dem Rennen teilnehmen: die Universität Stuttgart (Ventomobil), das Energy Research Centre of the Netherlands ECN (ECN-impulse), die Fachhochschule Flensburg (Windbike), die TU Denmark (WinD TUrbine racer), ein gemeinsames Team der Christian-Albrechts-Universität Kiel und der Fachhochschule Kiel (Baltic Thunder), sowie das griechische Centre for Renewable Energy Sources CRES (Zephyros).

Den beiden Teams aus Holland und Griechenland gelingt es am ersten Testtag nicht, die Strecke gegen den Wind zurückzulegen, am zweiten Wettkampftag können - bei wenig Wind - das Team aus Kiel sowie die Mannschaften aus Griechenland und Dänemark nicht mehr starten. Dafür installiert das holländische Team eine windschlüpfrige Verkleidung und fährt trotz einem Fahrzeuggewicht von fast 400 kg allen anderen davon, mit über 22 km/h.


Zu den Teilnehmern im einzelnen:

Im Sommer 2007 gründen etwa 20 Studienkolleginnen und -kollegen mit Unterstützung des Stiftungslehrstuhls Windenergie der Universität Stuttgart das ‚InVentus-Team’, welches dann ab dem Herbst das 130 kg schwere, dreirädrige Gegenwind-Fahrrad Ventomobil entwickelt und konstruiert. Jan Lehmann baut den 6 kW Rotor und Alexander Miller konstruiert das Chassis im Rahmen ihrer Diplomarbeiten am Lehrstuhl für Luft- und Raumfahrttechnik der Universität Stuttgart.

Windbike mit Team

Windbike
mit Team der FH Flensburg

Die in Leichtbauweise hergestellte Antriebswelle und das Rotorblatt des dreirädrigen Windfahrzeugs werden im Faserverbundtechnikum hergestellt. Der in mehrere Richtungen ansteuerbare und 2 m große 2-Blatt Rotor wandelt den Wind in Bewegung um, die durch eine Kettenschaltung auf die Achse übersetzt wird. Hauptsponsor ist die Windenergiefirma REpower Systems AG.

Das Team um den emeritierten Prof. Gustav Winkler (alias Turbo-Gustav) von der Fachhochschule Flensburg arbeitet mehr als ein halbes Jahr an einem Gegenwind-Tricycle, auf dem eine knapp 2 m große Windturbine befestigt ist. Die Materialkosten betragen etwa 2.000 €.

Winkler erzählt: „Ich hatte die Idee eines Gegenwindfahrrads bereits als zehjähriger im Kopf, aber erst 40 (in anderen Quellen: 45) Jahre später habe ich mit der Konstruktion beginnen können.

Schon 1992 hatte er gemeinsam mit seinem Freund Harro Kühn in Handewitt aus Schrottteilen einen ersten Prototyp gebaut, der wie ein kleiner Bruder des aktuellen Windbike aussieht.

Dieses erreicht dem Team zufolge bei rund 30 km/h Gegenwind eine Geschwindigkeit von 15 - 20 km/h.

Die FH Flensburg lobt 2008 übrigens einen Sonderpreis in Höhe von 1.000 € für denjenigen Wagen aus, dem es als erster gelingt, mindestens zwei Minuten lang die Hälfte der Gegenwind-Geschwindigkeit zu erreichen (50 %).

Als ich Prof. Winkler im März 2012 nach einem Vortrag im Deutschen Technikmuseum darauf ansprach, erhielt ich von ihm freundlicherweise ein Foto aus der damaligen Zeit, um dieses hier zu veröffentlichen. Ebenso versorgte er mich mit diversem Material zum einarbeiten in diesem Kapitelteil, was ich auch gerne getan habe.

Doch nun weiter mit den anderen Teilnehmern:

Im Baltic Thunder-Team arbeiten Studenten des Fachbereiches Maschinenwesen der Fachhochschule Kiel und Studenten der Elektrotechnik und des Wirtschaftsingenieurwesens Elektrotechnik der Christian-Albrecht-Universität zu Kiel (CAU) zusammen. Bei der Konstruktion des Rotors wird das Team von dem norddeutschen Forschungsnetzwerk CE-Wind unterstützt.

Das Kieler Team, das laut Winkler 120.000 € zur Verfügung gehabt haben soll, entwickelt ein Fahrzeug, das von einem Darrieus-Rotor mit getriebe- und bürstenlosem Generator angetrieben wird.

Baltic Thunder

Baltic Thunder
(2. Darrieus-Version)

Auf den Abbildungen sieht man die Grundversion mit einem konventionellen Darrieus – sowie das beim Rennen eingesetzte Fahrzeug mit einem modernen Darrieus mit schmalen, gebogenen Blättern.

Der Rotor muß allerdings abgebaut werden, nachdem ein Flügel bei ca. 200 U/m den nachinstallierten Sicherheitskäfig berührt. Zu den Sponsoren des Teams gehören CE Wind, Nordex, die Theodor Friedrichs & Co. und andere Unternehmen.

An dem Windrenner des griechischen Centre for Renewable Energy Sources CRES in Pikermi arbeiten auch die Universität Patras und die Technische Universität von Athen mit. Er trägt den Namen Zephyros – nach dem Sohn des griechischen Windgottes Aeolus. Das Fahrzeug ist für eine Spitzengeschwindigkeit von 35 km/h ausgelegt und das Team erwartet, mindestens 28 km/h zu erreichen.

Der 3-Blatt Rotor hat einen Durchmesser von rund 2 m. Zu den Sponsoren des Teams gehören das General Secretariat for Research and Technology des griechischen Ministeriums für Entwicklung, das Forschungskomitee der Universität Patras, das Windenergie-Unternehmen Vestas u.a.

Für das Rennen im Folgejahr ist das Team bereits dabei, ein neues Windfahrzeug namens Zephyros II zu entwickeln.

Der WinD TUrbine racer von Robert Mikkelsen und seinem Team von der Danmarks Tekniske Universitet (DTU) beweist zwar seine Funktionstüchtigkeit, schafft es aber nicht unter die Gewinner zu kommen.

Zu den Sponsoren dieses Fahrzeugs gehören die Unternehmen Siemens, Dong Energy, ewec u.a.

Wind Turbine Racer

WinD TUrbine racer

Erfolgreicher ist das Windmobil des Energy Research Centre of the Netherlands (ECN). Das holländische Team, das laut Prof. Winkler sogar 200.000 € zur Verfügung hatte, besitzt auch umfangreiches Know-how im Großwindturbinenbau, greift auf den Erfahrungsschatz von älteren Berufstätigen zurück und hat moderne Fertigungsstätten zur Verfügung, was der Entwicklung und dem Bau des ECN-impulse merklich zugute kommt.

Das gelb gestrichene Fahrzeug ist auf dem obersten Foto der teilnehmenden Wagen hinter dem Stuttgarter Renner zu sehen (s.o.).

Den Gesamtsieg auf dem 3 km langen Kurs erringen die Stuttgarter Studenten (Team InVentus) mit ihrem 24 km/h schnellen Leichtbaufahrzeug Ventomobil (bei 36 km/h Windgeschwindigkeit) - und dies, obwohl es Probleme mit dem Getriebe gibt, das sich unter Last zeitweise nicht mehr schalten läßt. Auch in zwei weiteren Kategorien, den Wertungen um das innovativste Design und um die Öffentlichkeitsarbeit ist das Stuttgarter Team erfolgreich.

Auf Platz zwei kommt das holländische ECN-Team mit einem fast baugleichen Fahrzeug (im direkten Tempovergleich siegt das deutsche Gefährt – denn der gelbe Hollandbomber wiegt doppelt so viel), während Platz drei an die Fachhochschule Flensburg geht.


Im darauffolgenden Jahr 2009 findet der 2. Wettbewerb vom 24. - 29.09. auf dem Stauning Flugfeld in Dänemark statt (Ringkøbing-Skjern Airport).

Diesmal nehmen fünf Mannschaften teil: die Hochschule Delft, die TU Dänemark mit zwei Wagen, die FH Kiel, die Hochschule Amsterdam und das Team des winDTUrbine racer, der den diesjährigen Designpreis zugesprochen bekommt.

Spirit of Amsterdam 2

Spirit of
Amsterdam 2

Bei relativ schlechten Windverhältnissen gewinnt der Spirit of Amsterdam 1 der Hochschule der Stadt.

Mit 66 % stellt das Fahrzeug dabei auch gleich noch einen neuen Effizienz-Weltrekord auf.

Inzwischen ist ein neuer Preis ausgelobt worden für jenes Team, dessen Fahrzeug die volle Windgeschwindigkeit (W = 1) erreicht. Dazu muß der Gütegrad des aktuell besten Windrades allerdings um mindestens ein Fünftel gesteigert werden, was bislang jedoch nicht gelingt.


2010
folgt vom 24. - 26. September am gleichen Ort in Dänemark der dritte Wettbewerb - der inzwischen auch Wind Turbine Race genannt wird (WTR2010).

Inzwischen haben die Wagen aller Teams ummantelte Rotoren mit 2 oder 3 Blättern.

Diesmal sind die Veranstalter die Kommune Ringkøbing-Skjern, das dänische Flugzeugmuseum, die Abteilung für Mechanische Technologie der TU Dänemark, das Forschungszentrum RISØ-DTU in Roskilde und die Firma Vestas Wind Systems A/S. Entsprechend nehmen auch neun studentische Teams aus vier Ländern teil.

An erster Stelle ist dies natürlich die Hochschule Amsterdam mit ihren beiden Fahrzeugen Spirit of Amsterdam 1 und 2 – die sich sich in diesem Jahr den 1. und 3. Platz holen.

Das holländische Team hat mit dem aktuellen Spirit of Amsterdam 2 ein fast völlig neues Fahrzeug gebaut, das viel kleiner und leichter als das Gefährt des vergangenen Jahres ist. Für die Kraftübertragung wird nun ein duales System aus zwei Rohloff-Naben mit jeweils einer elektrischen Kupplung verwendet – sowie eine ursprünglich von der Firma DonQi Urban Windmill entwickelte ummantelte Windenergieanlage. Dieses Fahrzeug erreicht eine Geschwindigkeit von 6,6 m/s bei einer Windgschwindigkeit von 10 m/s.

Anemo II

Anemo II

Das zweite Team Anemo aus Holland kommt von der Inholland Delft University, ebenfalls mit einen völlig neuen Ansatz im Vergleich zum letzten Jahr.

Das stilvolle aussehende schwarze Auto Anemo II macht zwar auf der Rennstrecke kaum Punkte, ist dafür aber der Design Gewinner 2010.

Neu dabei ist ein britisches Team der Bristol University. Das einfach Bristol genannte Fahrzeug ist das einzige mit einem elektrischen Konzept.

Außerdem hat das solide aussehende Auto zwei Turbinen, die ihre elektrische Leistung an vier langsame drehende Motoren weitergeben, welche die Räder bewegen.

Aus Dänemark beteiligt sich wieder das winDTUrbinracer-Team der Technischen Universität von Dänemark, das gleichzeitig auch die Organisation des Wind-Turbinen-Rennens übernimmt und mit zwei Fahrzeugen an den Start geht, dem winDTUrbineracer 1 und 2, die ja schon Dauerteilnehmer sind.

Die übrigen drei Teams kommen aus Deutschland. Zum einen von der Fachhochschule Flensburg, die mit dem kleinsten Auto an der Veranstaltung teilnimmt, das aufgrund seines 6-Blatt-Rotors aus Holz ziemlich schlicht wirkt – dafür aber Gustav Winkler heißt.

Das Team InVentus der Universität Stuttgart tritt mit einem atemberaubenden roten Ventomoblie Renner an, der mit verbesserter Aerodynamik und optimiertem Übertragungssystem versuchen soll, an den Erfolg von vor zwei Jahren anzuknüpfen – was aber nicht gelingt.

Den 2. Platz zwischen den beiden Amsterdamer erringt nämlich das Team der Fachhochschule Kiel um Prof. Alois Schaffarczyk, das nach dem Ausfall im vergangenen Jahr ebenfalls eine komplett neues Fahrzeug gebaut hat, den Baltic Thunder III, der besonders einfach und funktional sein soll.

Die öffentliche Resonanz im Jahr 2008, 2009 und 2010 ist enorm. Einige Teams bringen eigene Film-Crews ihrer nationalen Fernsehanstalten mit, ebenso wie auch mehrere lokale Fernsehstationen über das Ereignis berichten. Das niederländische staatliche Fernsehen widmet der Veranstaltung in jedem Jahr zur besten Sendezeit während der nationalen Abendnachrichten sogar Berichte von mehreren Minuten Länge.


Aufgrund des Sponsoring fanden das Rennen 2009 und 2010 am Flughafen Staunings in Dänemark statt, während es ab 2011 und bis auf weiteres wieder von der WEE im niederländischen Den Helder veranstaltet wird.

Rennen 2011

Rennen 2011

Auch in diesem Jahr, in dem das bereits vierte Rennen vom 17. - 21. August 2011 stattfindet, gibt es neben den ,üblichen Verdächtigen’ neue Teilnehmer, die das erste Mal mitmachen. Dies sind die Kunstuniversität Linz, die École de technologie supérieure in Montréal (ÉTS), Kanada (Chinook), sowie sie türkische Yildiz Technical University in Istanbul (SAWE). Es werden auch neue Teilnehmer aus Südafrika und Indien erwartet, doch daraus wird nichts.

Aus Dänemark sind die Technische Universität von Dänemark (DTU), die bereits mit drei Ausführungen des Spirit of Amsterdam auftreten, sowie die Aarhus University mit dabei, aus den Niederlanden die HVA Amsterdam sowie die Inholland Delft University (Anemo II und III), aus Großbritannien die University of Bristol, und aus Deutschland die Fachhochschule Kiel, die Hochschule Emden/Leer und die Universität Stuttgart. Interessantester Sponsor der Veranstaltung ist in diesem Jahr der Rugby Club Den Helder.

Den 1. Platz macht die DTU, gefolgt von dem Newcomer Chinook aus Kanada und dem deutschen Baltic Thunder III an dritter Stelle.

Hinzuweisen ist besonders auf den Wagen der Kunstuniversität Linz, der von einem Team um Roland Ruf im Rahmen dessen Diplomarbeit entwickelt und gebaut wird, denn es handelt sich um einen Senkrechtachser, der windrichtungsunabhängig ist und schon bei sehr geringen Windgeschwindigkeiten anläuft.

Mit Null Punkten schafft es das ohne Fahrer ca. 90 kg schwere, 4 m lange, 2 m breite und 3,5 m hohe Fahrzeug allerdings nur auf den letzten Platz (vermutlich wegen Problemen mit dem Getriebe), obwohl es bei den Testfahrten zuvor sowohl gegen den Wind als auch seitlich und von hinten angeströmt gut funktioniert hatte. Dabei waren auch verschiedene auswechselbare Rotortypen mit vertikaler Drehachse getestet worden (Savonius-Rotor, Darrieus-Rotor, Lenz-Rotor). Zum Einsatz kommt letztlich ein dreistufiger (Benesh) Savonius mit 1,8 m Durchmesser und 2,2 m Höhe.

Chinook

Chinook

Das Rennen 2012 startet ebenfalls im niederländischen Den Helder und findet vom 22. - 25. August statt, mit neun Gegenwindfahrzeugen sowie neuen Regeln und Vorschriften. Diesmal erringt der Chinook der ÉTS Kanada den 1., und die DTU Dänemark den 2. Platz, während der Baltic Thunder wiederum den 3. Platz belegt.

Dabei stellt das Team der dänischen Technischen Universität mit 74,5 % einen neuen Weltrekord auf. Die einhundert Prozent liegen aber immer noch in einiger Ferne.


Im Jahr 2013 läuft das Aeolus-Rennen vom 22. - 24. August – mit zehn studentischen Teams von zwölf Universitäten aus den Ländern Holland (4), Deutschland (3), Türkei (1), Dänemark (1) und Kanada (1). Da mehrere Teams mit mehr als einem Fahrzeug starten, gehen diesmal insgesamt 17 Fahrzeuge an den Start.

Der diesjährige Sieger ist ein neuer Teilnehmer aus den Niederlande, das Broers Multiservice Racing Team aus Schagerbrug mit ihrem TurboTwin, der – wie der Name schon sagt – mit zwei Rotoren ausstaffiert ist, was sich damit nachweislich als sinnvoll erweist, auch wenn nur 54,2 % erreicht werden. Die Erfahrungen des Teams resultieren aus der mehrjährigen Zusammenarbeit mit dem ECN und der Universität von Amsterdam.

Auf den 2. Platz kommt das Team der Universität Stuttgart (InVentus), das mit drei Windwagen angetreten ist, während das Delfter Team-Anemo-Rootbox aus den Niederlande mit seinem Anemo 4 auf die 3. Stufe des Siegertreppchens steigen darf. Ein weiteres Fahrzeug des Teams belegt den 9. Platz (Anemo 5).

Die früheren Gewinner Spirit of Amsterdam 2 und 1 kommen auf den 4. und 8. Platz, derweil der Sieger des Vorjahres, der Chinook aus Kanada, aufgrund technischer Probleme mit Rang 5 vorlieb nehmen muß. Immerhin gelingt dem Team mit einem Ertrag von 82,6 % ein neuer Weltrekord.

Die Positionen der anderen, noch nicht genannten, Teilnehmer lauten: Baltic Thunder (6.), Hochschule  Emden-Leer (7.), DTU (10.), Anemo High Voltage aus den Niederlande (11.) - wobei es sich um ein Team der Inholland Alkmaar Universität, das zum ersten Mal mit einem früheren Fahrzeug der Universität Delft teilnimmt, das nun neu aufgebaut wurde. Position 12. belegt das Team Bora ++ aus der Türkei, während sich ein zweites türkisches Team der Yildiz Technical University zwar anmeldet, dann aber doch nicht teilnehmen kann.


Das nächste Rennen ist für den 18. - 24. August 2014 geplant, bislang haben sich 12 Teams angemeldet, darunter auch eines von der Technische Universität Istanbul (ITU WASP). Es ist peinlich und bedauerlich, daß in der deutschen Mainstream-Presse so gut wie nicht über diese interessanten Wettbewerbe berichtet wird...


Rotorboot von Blackford

Rotorboot von Blackford

Der Physiker Brad Blackford aus Halifax in Nova Scotia, Kanada, den die Windkraft schon seit Jahrzehnten fasziniert, kommt im Mai 2012 in die Presse, nachdem er im Laufe von 7 Jahren verschiedene Katamaran-Rümpfe mit Windmühlen ausgestattet hatte, bis er nun eine zufriedenstellende Ausführung vorstellen kann.

Diese ist mit einem 4-Blatt-Rotor ausgerüstet, dessen jeweils 2,7 m lange Blätter aus mit GFK verkleidetem Schaum bestehen.

Die ganze Windmühle kann sich um 360° drehen, unabhängig von der Fahrtrichtung des Bootes.

Eine Tragfläche unterhalb der Wasserlinie hebt das Boot während der Vorwärtsbewegung aus dem Wasser und erlaubt es, gerade in den Wind hinein zu fahren.

Von der Windgeschwindigkeit werden 50 % geerntet, womit das Boot 8 Knoten in den Wind und 12 Knoten in Windrichtung schafft.


Propellerbetriebene Fahrzeuge


Nicht vom Wind betriebene, aber durch Windrotoren bzw. Propeller angetriebene Fahrzeuge gibt es auch auf dem Boden. Ich möchte an dieser Stelle einige ausgewählte Fahrzeuge und Geräte nennen, um die Gesamtpräsentation abzurunden.


Als erste sind die ab 1903 in Rußland entwickelten Aerosani zu nennen, die auch als Luftschlitten oder Propellerschlitten bekannt und noch heute in Gebrauch sind.

Propellerschlitten Arbes-II

Propellerschlitten Arbes-II

Für Russland mit seinen grenzenlosen Weiten, die oft über viele Monate eingeschneit sind, erweist sich die Konstruktion als sehr wertvoll, und eine Reihe von Gebieten im Norden des Landes werden erst durch diesen mechanischen Transportschlitten überhaupt zugänglich. Auf dem Foto ist ein Schneemobil namens Arbes-II aus dem Jahr 1922 zu sehen.

Die Schneemobile mit Propellerantrieb zur Fortbewegung auf Schnee und Eis fahren auf drei bis vier Kufen und sind zumeist mit einem Druckpropeller ausgestattet, der von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird. Ihre Geschwindigkeit beträgt, je nach Stärke des Motors und Beladungszustand, 25 – 140 km/h.

Produziert werden dieses Transportmittel in Rußland, der Sowjetunion, Finnland, Großbritannien, Kanada, Norwegen und Schweiz. Im sowjetisch-finnischen Winterkrieg sowie im Zweiten Weltkrieg werden Aerosani von der Roten Armee verwendet, in letzterem aber ebenfalls von der deutschen Wehrmacht.

Ein von der Staatlichen Finnischen Flugzeugfabrik hergestellter Propeller-Motorschlitten wird auch während der Deutschen Grönlandexpedition von Alfred Wegener im Jahr 1930 eingesetzt. Während heutige Modelle teilweise im Leichtbau konstruiert werden, lassen sich im Netz auch Myriaden an Bildern der abenteuerlichsten Umbauten finden, die im Laufe der vergangenen Dekaden zum Einsatz kamen.

Die wohl erste Lokomotive, die von einem Zweiblatt-Propeller angetrieben wird, läßt sich im Jahr 1919 Dr.-Ing Otto Steinitz aus Berlin patentieren, der in den 1920er Jahren als Autor von Kfz-Fachbüchern bekannt wird.

Der Prototyp der Dringos-Lokomotive wird 1919 unter Lizenz von der Luftfahrtgesellschaft in Grunewald, einem damaligen Vorort von Berlin, zusammengebaut und macht im Mai seine erste größere Testfahrt vom Grunewald bis zu den Heilstätten Beelitz, eine Strecke von etwa 50 km. Mit an Bord sind 40 Personen, darunter Regierungsbahnvertreter und Parlamentarier.

Der Antrieb durch den 6-Zylinder-Flugzeugmotor aus Militärbeständen beschleunigt das Gefährt auf ca. 90 km/h, schneller geht es nicht – wegen Bedenken gegenüber dem primitiven Fahrwerk, einem umgebauter Güterwagen, dem unzureichenden Bremssystem des Prototyps sowie der Qualität der Gleisanlagen.

Schienenzeppelin

Schienenzeppelin

Wesentlich bekannter ist der deutsche Schienenzeppelin, ein propellergetriebener Schnelltriebwagen, der im Juni 1931 seine Jungfernfahrt von Berlin nach Hannover absolviert. Der Luftschiffbauer Franz Kruckenberg konzipiert das Fahrzeug ursprünglich als Hängeschnellbahn, verlegt es dann jedoch auf die Schiene, als sich für den Bau einer Versuchsstrecke keine Geldgeber finden lassen.

Der von einem 550 PS starken BMW VI Flugzeug-Benzinmotor angetriebene Schienenzeppelin erreicht auf der Strecke Berlin – Hamburg zeitweise eine Höchstgeschwindigkeit von 230 km/h und hält diesen Geschwindigkeitsweltrekord über 20 Jahre.

Die Serienreife erreicht das auch heute noch futuristisch anmutende Fahrzeug aber nicht. Der leicht nach unten vierblättrige Holzpropeller-Antrieb am Heck verursacht zu viele Turbulenzen, die sich vor allem in den Bahnhöfen als störend erweisen, da das Gefährt sehr viel Staub aufwirbelt. Äußerst nachteilig wirkt sich auch aus, daß bei den Probefahrten den anwesenden Ehrengästen die Hüte von den Köpfen geweht und die Frisuren der Damen derangiert werden...

In den beiden Jahren 1929 bis 1930 fährt auf einer Teststrecke nahe Glasgow das Railplane genannte Gefährt des schottischen Ingenieurs George Bennie. Das stromlinienförmige Fahrzeug hängt an einer Schiene und wird von zwei 4-Blatt Propellern am Bug und Heck angetrieben. Ich stelle es im Kapitel über Einschienenbahnen ausführlich vor (s.d.).

Bereits beim Brookland-Rennen im Jahr 1911 beteiligt sich ein Motorwagen mit Propellerantrieb, und von 1912 stammt das Auto Aero mit Heckpropeller des französischen Count Bertrand de Lesseps – das ein Einzelstück bleibt -, doch zwischen 1913 und 1926 baut der ebenfalls französische Ingenieur Marcel Leyat immerhin 23 (o. 30) Stück eines propellebetriebenen Straßenfahrzeugs namens Helica, von denen heute immerhin noch zwei Stück existieren – genauso wie ein Fanclub, der auch nach 100 Jahren sehr umtriebig ist.

Ursprünglich als dreirädriges Gefährt konstruiert, wechselt Leyat nach mehreren Unfällen zu einer vierrädrigen Bauweise.

Helicron No. 1

Helicron No. 1

Einige der Fahrzeuge werden stromlinienförmig auf Geschwindigkeit getrimmt, so daß eines von ihnen im Jahr 1927 im Autodrome de Linas-Montlhéry nahe Paris sogar einen für damalige Verhältnisse unglaublichen Geschwindigkeitsrekord von 171 km/h erzielen kann.

Eine Neuauflage erlebt dieser Autotyp im Jahr 1932 in Form des Helicron No. 1 – von dem aber nur ein einziges Exemplar gebaut wird.

Das Fahrzeug wird im Jahr 2000 in einer Scheune in Frankreich entdeckt, seinem Herkunftsland. Der Wagen wird daraufhin nach Nashville, Tennessee, transportiert, wo er von den Experten des Lane Motor Museum liebevoll restauriert und anschließend ausgestellt wird. Der fehlende Originalmotor wird durch einen Citroen GS Motor von 1960 ersetzt, mit dem das Schmuckstück 120 km/h erreicht.

In der Septemberausgabe 1931 des Magazins Modern Mechanix wird das propellerbetriebene Auto des Berliner Luftfahrtingenieurs Emil Sohn vorgestellt.

Die etwas befremdlich wirkende Erfindung soll mittels einem Flugzeug-Motor und einem Doppelpropeller an der Rückseite eine hohe Flexibilität bei der Steuerung erreichen.

Die Propeller sind horizontal angeordnet, wobei die Windströmung durch verstellbare Leitschaufeln wie die Schaufeln einer Dampfturbine geleitet wird. Die leistungsstarke Windströmung neigt dazu, das Auto mit einer enormen Geschwindigkeit vorwärts zu bewegen, wenn die Flügel auf ,vorwärts’, d.h. schräg in Richtung der Rückseite eingestellt werden. Werden die Flügel dagegen nach vorne geneigt, schieben sie das Auto rückwärts.


Propeller-Fahrrad
(1936)

Auch propellerbetriebene Fahrräder sind nicht neu. Bei meiner Recherche fand ich mehr als 100 Jahre alte Umsetzungen, wie z.B. das Fahrrad des Italieners Alessandro Anzani von 1906 - oder die Erfindung eines Franzosen, der in Paris damit herumfährt und sogar in dem US-Magazin Modern Mechanix vom November 1936 vorgstellt wird, leider ohne weitere Angaben zur Person.

Ebenfalls im Magazin Modern Mechanix wird im Oktober 1937 ein mittels Propeller bewegtes dreirädriges Gefährt vorgestellt, das ein junger Mann in Fairbanks, Alaska, aus ausrangierten Flugzeugteilen und einem alten Fahrrad gebastelt hat.

Der Körper des Air Powerd Trike ist beispielsweise aus dem umgekehrten Schwanz eines Flugzeugs gemacht.

Mit einem alten 2-Zylinder-Motor und dem kleinen Aluminiumpropeller, der direkt hinter dem Fahrer befestigt ist, erreicht des 2,4 m langen Dreiradfahrzeug eine Geschwindigkeit von 24 km/h.

Legendär ist der futuristische Schlörwagen (Göttinger Ei) aus dem Jahr 1939, der auf der Autobahn bei Göttingen getestet wird. Die Strömungsforscher der Aerodynamischen Versuchsanstalt Göttingen (AVA) hatten ein Auto mit der zu ihrer Zeit wohl konsequentesten Umsetzung der Aerodynamik im Fahrzeugbau entwickelt.

Schlörwagen

Schlörwagen (1943)

Der Name des Experimentalautos geht auf den deutschen Ingenieur Karl Schlör zurück, der einen Wagen mit besonders niedrigen Verbrauch haben wollte, in dem eine ganze Familie Platz hat – ein Konzept, das in der Zeit von Klimawandel und Energiekrise äußerst modern anmutet.

Für besonders viel Aufsehen sorgen die Fahrversuche, nachdem der Schlörwagen im Jahr 1943 einen gigantischen sowjetischen Beutepropeller aufmontiert bekommt, der von einem wassergekühlten 5-Zylinder-Flugzeugmotor mit 100 oder 125 PS angetrieben wird.

1938 schraubt die süddeutsche Firma Maybach einen 7-Zylinder Flugzeugmotor mit 3-Blatt Propeller an bzw. auf eine edle Spohn-Karrosserie; es gibt mit Propellern angetriebene Messerschmitt-Roller; und mit der Antriebstechnologie wird von Argentinien bis Rußland experimentiert...

Etwa im Jahr 1953 kommt die Idee auch bei den zwei Konstrukteuren Eugenio Grosovich und Gianfranco Bricciaus in Argentinien an, die daraufhin ein Mobil bauen, dessen 175 cm durchmessender 2-Blatt Rotor aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung von einem Chevrolet-Sechszylinder angetrieben wird.

Als Höchstgeschwindigkeit werden mehr als 160 km/h angegeben, wobei sich die schlappe Beschleunigung unterhalb von 60 km/h als gravierender Nachteil erweist. Abgesehen davon, daß der Wagen im Vorbeifahren den Männer die Hüte vom Kopf, und den Frauen die Röcke um die Ohren bläst, was zu einigem Aufsehen führt.

Der im Oktober 1955 im Magazin Mechanix Illustrated vorgestellte Aerocar sollte eigentlich für den Massenmarkt in Kalifornien angeboten werden, doch der ungeschützte Propeller bildet eine zu große Gefahr für Fußgänger und Passanten, so daß von dieser Idee bald wieder Abstand genommen wird und es bei dem einem Prototypen bleibt – obwohl es auch Fotos des Wagens mit einem umkleideten, dreiflügligen Propeller gibt.

Jetstream

Jetstream

Aus dem Jahr 1956 ist der Selbstbau-Propellerwagen eines Clifford Robins aus Yeovil, England, bekannt, der diesen nur 560 $ gekostet haben soll - und beachtliche 110 km/h schafft.

Dreißig Jahre später sehen die Designs schon ganz anders aus, wie beispielsweise ein 1985 aus Fiberglas und Polyurethan-Verbundwerkstoffen gebautes Einzelstück, das aufgrund seines 400 cm3 Chevrolet-Motors allerdings sehr laut sein soll.

Der Jetstream, der teilweise auch unter dem Namen air car bekannt wird, besitzt einen 6-Blatt Propeller und wird im Januar 2008 auf ebay versteigert - zu einem Startpreis von 10.000 $.

Nicht vergessen werden sollen an dieser Stelle die Luftkissenfahrzeuge (Hovercrafts’, die ebenfalls von Propellern betrieben werden – zum einem für den Vortrieb, und zum anderen für den Aufbau des Luftkissens.

Viel Wind also – der gemacht wird... aber auch viel Wind, der genutzt werden will!

Daß zumindest die Idee des rädergestützten Propellerantriebs noch nicht völlig verschwunden ist, belegt eine Meldung vom März 2010.

Der neun Jahre alte Viertklässler Chris Neal bastelt sich für ein Schulprojekt ein entsprechend betriebenes Skateboard – weil ihm mißfällt, sich immer wieder mit dem Bein anschieben zu müssen. Gebaut wird in der Reparatur-Garage seines Onkels.

Der von einer Motorradbatterie versorgte Lüfter beschleunigt das Board auf bis zu 8 km/h.


Wind und Kunst


Die Verbindung zwischen Windkraftwerken und Kunst wird durch unterschiedliche Designs, Bemalungen und/oder Beleuchtungseffekte dargestellt – aber auch durch das Projekt des schottischen Künstlers Alex Hamilton, der von der ScottishPower den Auftrag erhalten hat, die Akzeptanz der Inselbevölkerung gegenüber den Anlagen durch Musik zu erreichen. Durch Schnitte und exakt platzierte und dimensionierte Bohrungen in den Rotorblättern ist es möglich, während der Rotation harmonische Klänge zu erzeugen. Damit soll auch die Umgebung der Windparks oder Einzelanlagen aufgewertet werden.

Eine weitere Alternative sind Aeolius-Harfen (auch Aeolus-, Äols- oder Wind-Harfen genannt), die an den Blattenden angebracht ebenfalls ‚sphärische Töne’ erzeugen. Von Elliott Montgomery initiiert und durch eine Reihe von Künstlern umgesetzt sind dagegen elektrische Versionen, die im Rahmen des Projektes ,Aeolian Electric’ im Oktober 2008 vor dem New Yorker Solar One Zentrum installiert werden, das ‚grüne Energien, die Künste und die Bildung’ unterstützt. Dabei werden die unterschiedlichsten Windrotoren genutzt um Strom für Soundmaschinen zu produzieren.

Singing Ringing Tree Skulptur

Singing Ringing Tree

Ende 2006 wird in der Grafschaft Lancashire in England der Singing Ringing Tree enthüllt, eine Skulptur der Architekten Mike Tonkin und Anna Liu, bei der es in erster Linie um die Beziehung zwischen dem Kunstwerk und dessen Umgebung geht. Der ‚singende und klingende Baum’ besteht aus Röhren aus galvanisiertem Stahl, welche die Energie des Windes in leicht unstimmige, durchdringende chorale Töne wandeln, die auf einem Tonumfang mehrerer Oktaven beruhen und an Orgelpfeifen erinnern.

Während einige der Röhren lediglich strukturelle und ästhetische Elemente darstellen, sind andere längs aufgeschnitten, um die Töne zu produzieren. Die harmonischen Eigenschaften werden dadurch erreicht, daß die Röhren ihrer Größe nach angeordnet, und durch die Implementierung von Löchern an ihrer Unterseite gestimmt werden. Im Jahr 2007 gewinnt die Skulptur den National Award des Royal Institute of British Architects (RIBA) für architekturelle Exzellenz.

Ein technisch ähnliches, strukturell aber anders abgebautes Modell geht auf den britischen Künstler Luke Jerram aus Bristol zurück, der im Jahr 2009 einen vom Wind bespielten Resonanzraum schafft und 225.000 £ vom Engineering & Physical Sciences Research Council (EPSRC) bekommt, um sein neues Kunstwerk namens ,Aeolus’ zu entwerfen und irgendwo in den windigen Hügeln von Großbritannien zu bauen. Dabei wird Jerram mit dem Institute of Sound and Vibration Research (ISVR) der University of Southampton zusammenarbeiten.

Der akustische Wind-Pavillon verwendet äolische Windharfen, deren winderzeugte Musik die Besucher innerhalb der Installation hören können. Darüber hinaus sollen Hunderte von Sonnenlichtröhren Licht ins Innere transportieren und die optische-akustische Illusion einer Landschaft aus Licht erzeugen, wobei die Stimmung des Wetters sowie Wolken, Sonne, Morgen- und Abenddämmerung im Einklang mit der Aeolius-Harfe singen werden.

Die Umsetzung im Jahr 2011, die in der Nähe des bekannten ,The Eden Project’ erfolgt, weicht dann allerdings von dem hier abgebildeten Modell ab, da sich der Künstler für die Form eines offenen Torbogens entscheidet.

Chimecco

Chimecco

Später wird die gut klingende Harfe mit ihren 310 polierten Stahlrohren an der Canary Wharf in London aufgestellt.

Eine spektakuläre Skulptur des Künstlers Mark Nixon wird ebenfalls 2011 in einem üppigen Wald in Aarhus, Dänemark, installiert. Die interaktive Skulptur Chimecco ist Teil der Freiluft-Ausstellung ,Sculpture by the Sea’ und hängt unter einer malerischen Holzbrücke, wo ihre 600 Röhren im Wind singen. Diese sind zwischen 12 cm und 3,75 m lang.

Durch ihre versteckte Positionierung unter der Brücke will Dixon erreichen, daß die Besucher sein Objekt überrascht erst durch dessen Töne entdecken. Die auch durch ihre Schritte angeregt werden, falls der Wind gerade nicht weht. Nach der Ausstellung wird die Windharfe für  26.000 € zum Verkauf angeboten.

Der Designer Joseph Kim präsentiert wiederum eine musikalische Innovation für Fahrradfahrer, bei der die Luftströmung mittels kleiner Lenker-Aufsätze genutzt wird, um Töne wie von einer Ocarina zu produzieren.

Die Modulation der sound from wind-Geräte erfolgt über das Drücken von Tasten an den Lenkergriffen, womit man das Instrument wie eine Querflöte spielen kann.

Soll der Ton lauter oder voller klingen, muß man eben etwas kräftiger in die Pedale treten.

Ohne musikalische Töne, dafür aber unaufhaltsam und laut zischelnd, bewegen sich die Wanderskulpturen des holländischen Künstlers Theo Jansen voran, die ich erstmals im Juli 2007 kennenlerne. Sie bestehen in erster Linie aus PVC-Rohren.

Strandbeest Wanderskulptur

Strandbeest

Da es unmöglich ist, den tiefen Eindruck adäquat zu beschreiben, den diese vom Wind angetriebenen Laufmaschinen machen, empfehle ich den Blick auf einen der vielen Video-Clips, die inzwischen im Netz zur Verfügung stehen – z. B. das Video vom Sommer 2007, in dem der Künstler auch ein wenig aus dem Nähkästchen plaudert. Wer sich näher damit befassen möchte, findet auf der Seite weburbanist.com vom Oktober 2008 auch ein etwas ausführlicheres 10-minütiges Video.

Jansens treffend als Strandbeest oder Beach Animals benannte kinetische Kunstwerke, an denen dieser seit 1990 arbeitet, faszinieren durch ihre wahrhaft geniale Luftdruck-mechanische Umsetzung der Windenergie in eine fast schon erschreckend lebendig wirkende Schreitbewegungen. Einen ersten Eindruck mag das ausdrucksvolle Foto von Loek ven der Klis bieten.

Da aber nicht jedermann gerade einen flachen Strand vor der Haustür hat, um selber mit derartigen Vielfüßler-Objekten zu experimentieren, gibt es inzwischen diverse kleine Nachbauten, die batteriebetrieben über den Schreibtisch wandern können. Und auch Jansen selbst macht weiter und baut immer wieder neue Varianten seiner Windschreiter.

Im Jahr 2011 präsentiert er am Strand von Scheveningen beispielsweise ein Strandbeest mit einer Magen-Technologie. Der neue Entwurf beinhaltet eine Art von Bäuchen, die außen an dem Strandbeest befestigt sind, und in die während der Bewegung Luft gepumpt wird. Wenn der Wind später allein nicht ausreicht, um das Objekt zu bewegen, kann der gespeicherte Luftdruck die Maschine antreiben.

LEGO-Strandbeest

LEGO-Strandbeest

Außerdem bietet Jansen Vorlagen für zwei Mini-Strandbeests zum Kauf an, die in Zusammenarbeit mit dem 3D-Drucker-on-demand-Shop Shapeways entwickelt wurden. Für diese ist keine Montage erforderlich, und die voll funktionsfähigen und  beweglichen Tragsysteme für  sind bereit loszulaufen, sobald sie aus dem Drucker kommen. Sie kosten jeweils nur 100 $, und als zusätzliches Element gibt es für 35 $ einen 3D-druckbaren Windantrieb.

Die Modelle ,Animaris Geneticus Parvus Nr. 5 und Nr. 7’ basieren auf Jansens Arbeit ,The Rhinoceros Nr. 7’ wobei das zweite Modell Nr. 7 spitze Füße hat, im Vergleich zu den flachen Füßen von Nr. 5. Details zu dem Schreitmechanismus gibt es derweil auch – hier z.B. ist eine kurze und klare Animation zu sehen.

Den Beweis dafür, daß sich diese Technologie auch mit LEGO umsetzen läßt, erbringt im Juni 2013 Jason Alleman, der mit seinem ,Amagosa’ ein beeindruckendes postapokalyptisches Handelsschiff im Steampunk-Stil baut.

Das fernsteuerbare Schiff verfügt unter dem Rumpf über mehrere mechanische Beine, die alle beweglich sind und aus einer Kombination aus Lego Power Functions und Lego Technic bestehen. Auf der Seite DK Brickworks gibt es unter dem Stichwort ,Steampunk Walking Ship’ eine Bauanleitung für den abgebildeten beweglichen Unterbau.


Double Spinner Windspiel

Double Spinner

Und damit die ‚Seele’ des Windes nicht zu kurz kommt, die sich schon immer in Windspielen und Windklangspielen ausleben durfte, möchte ich auf die schlicht-schönen Objekte von Lyman Whitaker hinweisen, von denen hier der Double Spinner abgebildet ist.

Es gibt natürlich weltweit viele Hundert Künstlerinnen und Künstler, die den Wind und seine Bewegungsenergie in ihre Objekten integrieren, weshalb die Auswahl hier äußerst subjektiv ist.

Sehr gut gefallen mir die kinetischen Windskulpturen von Anthony Howe, der sein Studio und seine Opem-Air-Galerie in Eastsound, Washington, hat. Unter seinen Werken finde ich das Objekt Rooster Rings aus dem Jahr 2007 als besonders gelungen.

Aus der Vielzahl anderer kinetischer Skulpturen möchte ich die Projekte des Künstlers Patrick Marold aus Colorado hervorheben, mit denen dieser im Jahr 2000 startet, als er auf einer Farm nördlich von Reykjavik lebt – und ihn der reichliche Wind und die vielen langen, dunklen Nächte auf die Idee bringen, den Wind zu visualisieren.

Er beginnt mit Lüfterblättern aus dem Kühlschrank und Fahrrad-Dynamos, woraus sich im Laufe der Zeit ein Mini-Windkraftanlagen-Design aus einer 8 m hohen, transparenten Polycarbonat-Röhre, LED-Leuchten und entsprechend großen Anemometerschalen samt Generator entwickelt.

Marolds spätere Installationen, mit denen er auf die Verwendung von sauberer, erneuerbarer Energie und auf unsere Interaktion mit der Landschaft und den Naturkräften hinwesein will, umfassen Hunderte von Mini-Windgeneratoren, die in windige Landschaften gepflanzt werden. Die LEDs leuchten auf Basis der Stärke des Windes, sodaß besonders in der Nacht jede Windströmung sichtbar wird, die durch das Stangenfeld streicht.

Windswept

Windswept

Inzwischen sind Windmühlen-Projekte in Island sowie in Burlington, Vermont, und Vail, Colorado, installiert worden, wobei Marold jeweils zwischen 500 und 3.000 Generatoren verwendet.

Eine Visualisierung, die tagsüber besser zu sehen ist, da sie aus einer Vielzahl kleiner Zeiger besteht, die über die Fassade des Randall Museum in San Francisco verteilt sind, stammt von dem US-Künstler Charles Sowers. Die 2012 erfolgte kinetische Installation Windswept besitzt 612 Aluminium-Wetterfahnen und offenbart überraschende Ergebnisse über die Strömungen und Wirbel, die der Wind macht, während er darüber streicht.

Das Netzwerk verwandelt eine banale und einfallslose architektonische Fassade in ein ästhetisch-wissenschaftliches Instrument in großem Maßstab, das leicht verfolgbare Informationen über die Interaktion zwischen dem Standort und dem Wind vermittelt.

Ebenfalls erwähnenswert ist die Wind Clock des Designers Kim Haagen aus Los Angeles, Klifornien, der sein Objekt erstmals im Februar 2011 vorstellt. Die Uhr soll eine andere Art von Zeitperspektive ermöglichen, da sich die Zeiger desto schneller drehen, je härter der Wind bläst – um an einem Tag ohne Wind den Zeitablauf völlig zum Stillstand zu bringen.

Im Jahr 2013 entwickelt Haagen als Abschlussarbeit eine weitere Winduhr mit dem Namen Tempo Rubato sowie das Modell eines kleinen Gegenwindfahrzeugs (s.o.).

Hinzuweisen ist ferner auf die Wind Art Travemünde, die zum ersten Mal 2009 stattfindet und vom Verein für Kunst und Kultur zu Travemünde e.V. getragen wird. 2011, im dritten Jahr und zum 100. Geburtstag der Viermastbark Passat, geben die Stadtwerke gemeinsam mit dem Verein die Buchbroschüre ,Mit dem Wind’ heraus. Das Rechercheergebnis Lübecker Schülerinnen und Schüler nennt das Buch der Synergie eine in allen Formen überragende Quelle... vielen Dank!

Aus diesem Kontakt ergibt sich im Jahr 2012 eine weitere Publikation, die fast ausschließlich auf dem vorliegenden Material basiert: Unter dem Titel Zukunft der Energie - Energie der Zukunft wird auf knapp 170 Seiten und gut bebildert eine Auswahl aus den verschiedenen Kapiteln präsentiert, die man gut als Einstieg nutzen kann.

Im Dezember 2012 startet der anderthalbstündige Film von Thomas Riedelsheimer ,Breathing Earth - Susumu Shingus Traum’, in dem es um den für seine Arbeit mit Wind und Wasser international bekannten Künstler Susumu Shingu geht. Sein neuestes Projekt lautet Breathing Earth und ist ein Ort der Inspiration, des Lernens und der Ruhe für alle Menschen, um neue Kraft zu sammeln und Ideen zu entwickeln. Gemeinsam mit seiner Frau Yasuko reist Shingu umher, um Freunde und Sponsoren zu finden und sie zu überzeugen, daß Kunst durchaus ein neues Weltverständnis bewirken kann.


Zum Abschluß noch eine Liste von Songs, die sich explizit mit dem Thema Wind beschäftigen – als kleine Anregung zur musikalischen Untermalung dieser Lektüre.

    - Old Macdonald Had A (Wind) Farm – Traditionelles Lied
    - Wind Beneath My Wings - Bette Midler
    - You Don’t Have To Say You Love Me - Dusty Springfield
    - Summer Breeze - The Isley Brothers
    - Catch the Wind - Donovan
    - Silver Machine - Hawkwind
    - Blowing in the Wind - Bob Dylan
    - Something In The Air - Thunderclap Newman
    - Turbine - Neil Young
    - Wild Is The Wind - David Bowie
    - The (Wind) Power of Love - Jennifer Rush
    - You Spin Me Round - Dead or Alive
    - Turn – Travis


In Australien schafft es ein ‚Farm wheel’-Windrad auf die 50 Cents Münze von 2002 - und seit 2007 wird der 15. Juni eines jeden Jahres ein Tag des Windes (Global Wind Day) gefeiert.


Nach dieser geschichtlichen, kulturellen und künstlerischen Betrachtung der Windenergie folgt nun die  alphabetische Länderübersicht, wobei in vielen Fällen nur die Anfänge der jeweiligen lokalen Entwicklung notiert werden konnten - während der aktuelle Stand im Netz selbständig zu recherchieren wäre, was inzwischen aber sehr einfach ist.


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