Mit leichten Tragflächen sollen Elektrofähren energieeffizienter werden

Analysen neuer Tragflächen-Strukturen sollen den Energieverbrauch von E-Fähren senken helfen. Vorbild sind Tragflächen-Segelboote, die übers Wasser "fliegen".

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Forscher der Chalmers University und der Firma SSPA in Schweden haben ein Messverfahren entwickelt, das Tragflächen an größeren Passagierfähren leichter machen soll, um Antriebsenergie zu sparen. Zunächst wurde das Verfahren an Tragflächen-Segelbooten getestet.

(Bild: Llyod Images)

Von
  • Jan Oliver Löfken

Seit gut 50 Jahren jagen Tragflächen-Schiffe (auch Tragflügel-Schiffe genannt) donnernd über die Meere. Bei hohen Geschwindigkeiten heben sich die Rümpfe aus dem Wasser und senken den Wasserwiderstand. Doch energetisch sparsam sind diese Schiffe wegen des hohen Gewichts der stählernen Tragflächen-Strukturen nicht. Künftig sollen aber leichte und stabile Kohlefaser-Tragflächen den Energiebedarf von elektrisch betriebenen Fähren drastisch senken helfen. Die Grundlagen dazu legen schwedische Forschende der Chalmers University of Technology in Göteborg zusammen mit dem Unternehmen SSPA Sweden AB.

Vorbilder für die aktuellen Untersuchungen sind moderne Segelyachten, die dank leichter Tragflächen hohe Geschwindigkeiten von mehr als 100 Kilometern pro Stunde erreichen können. Doch diese "fliegenden" Sportboote sind meist aufwendig konstruierte Einzelstücke für Segelwettbewerbe wie etwa den Americas Cup. Vor einem breiteren Einsatz in Fährschiffen mit konventionellen oder elektrischen Antrieben wollen Laura Marimon Giovannetti und ihre Kollegen das hydrodynamische Verhalten der Tragflächen-Strukturen im Wasser besser verstehen.

Für ihre Analysen setzten die Forschenden einerseits auf Experimente in einem mit speziellen Sensoren und Kamerasystemen ausgestatteten Wasserbecken und andererseits auf möglichst realitätsnahe Simulationen der Tragflächen im Rechner. "Damit wollen wir den Einfluss der Geschwindigkeit auf die Struktur der Tragflächen besser verstehen", sagt Marimon Giovannetti. Das läge die Basis für ein neues, optimiertes Tragflächendesign, das Funktion und möglichst geringes Eigengewicht miteinander vereint. Erste Reihenuntersuchungen zeigten, dass sich die Tragflächen bei hohen Geschwindigkeit fast um ein Viertel der Größe verformen.

Sollte der Einsatz von leichten Tragflächen-Strukturen in Fähren gelingen, lockt vor allem wegen der reduzierten Wasserverdrängung eine bis zu 80 Prozent höhere Energieeffizienz. Nun hoffen die Forschenden, dass ihre Messungen und Simulationen nicht nur zu neuen und schnelleren Segelyachten, sondern auch zu extrem sparsamen Fähren führen könnten. Wann jedoch eine erste Elektrofähre mit leichten Tragflächen aus Kohlefasern vom Stapel läuft, ist bisher nicht abzusehen.

Passagier-Tragflügelboot “Flying Dolphin Zeus” mit hoher Geschwindigkeit bei Piräus in Griechenland.

(Bild: Wikipedia / ArnoWinter / cc by 3.0)

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(jle)