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Seeverkehr: Innovatives Schiffsdesign soll Energieverbrauch senken

Der norwegische Ingenieur Terje Lade, Geschäftsführer von der Firma Lade AS, hat ein Frachtschiff entworfen, das mit Wind und Flüssiggas (LNG) angetrieben wird. Der Rumpf des Schiffes fungiert dabei wie der Tragflügel eines Flugzeugs.

"Vindskip" heißt der innovative Schiffstyp. dessen Besonderheit ist, dass der Rumpf des Frachters als Segel dient. Auf hoher See soll Vindskip vom Wind profitieren, um möglichst wenig Energie zu verbrauchen. Für windschwache Passagen, um das Schiff auf das offene Meer zu manövrieren, aber auch um unterwegs eine konstante Geschwindigkeit zu halten, ist es zudem mit einem umweltfreundlichen Antrieb für flüssiges Erdgas (LNG) ausgestattet. Mit der Kombination aus Wind und verflüssigtem Erdgas als Alternativkraftstoff zum Schiffsdiesel soll der Treibstoffverbrauch nach Berechnungen des Norwegers nur 60 Prozent des Verbrauchs eines herkömmlichen Schiffs betragen. Bei den Abgasen seien sogar bis zu 80 Prozent weniger Emissionen möglich.

Entscheidend für den effizienten Betrieb ist es, das verfügbare Potenzial an Windenergie bestmöglich zu nutzen. Um die optimale Segelroute zu errechnen, haben Forscher vom Fraunhofer-Center für Maritime Logistik und Dienstleistungen CML, Institutsteil des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik IML, ein maßgeschneidertes Wetter-Routing-Modul für Vindskip entwickelt. Mithilfe von meteorologischen Daten soll die Software basierend auf Navigationsalgorithmen für den neuen Schiffstyp eine Route mit dem günstigsten Winkel zum Wind wählen, um das Design effizient zu nutzen. Für die Berechnungen ziehen die Forscher Parameter wie aero- und hydrodynamische Daten sowie meteorologische Vorhersagen (zum Beispiel Windgeschwindigkeit und Wellenhöhe) heran.

Doch wie bewegt sich Vindskip vorwärts? "Trifft der Wind schräg von vorn auf den Rumpf, entsteht daraus eine Kraft in Längsrichtung, das Schiff nimmt Fahrt auf. Da der Rumpf die Form eines vertikal stehenden symmetrischen Tragflügels wie bei einem Flugzeug hat, muss der schräg einfallende Wind auf der ihm abgewandten Seite – Lee – einen längeren Weg zurücklegen. Dadurch entsteht ein Unterdruck, der das Schiff nach vorne zieht", erklärt Vindskip-Patentinhaber Lade. Auf eine Geschwindigkeit von 18 bis 19 Knoten soll es der Frachter bringen, und damit ebenso schnell sein wie herkömmlich angetriebene Schiffe. Aufgrund des geringen Verbrauchs könne Vindskip LNG als Treibstoff nutzen und gleichzeitig bis zu 70 Tage ohne Tanken auskommen.

Mögliche Schiffstypen im Vindskip-Design sind vor allem Auto- und Lkw-Transporter, große Fähren, Containerschiffe und Flüssiggastanker. Lade geht davon aus, dass der Frachter bereits 2019 in See stechen wird. Zuvor muss das Schiffsmodell noch zahlreiche Tests in den Wasserbecken von Schiffsbauversuchsanstalten – Experten nennen sie Schlepptanks – bestehen. Tests im Windkanal wurden bereits erfolgreich abgeschlossen.



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