Flettner-Rotoren: In Finnland längst im Einsatz – Niederländer planen Prestige-Projekt

Die Kraft im Rotor

Auf der Suche nach Hybrid-Lösungen setzt die Schifffahrt u.a. erneut auf die Flettner-Rotoren und das Magnus-Prinzip. Windenergie mal anders genutzt. 

Treibstoffersparnis und somit reduzierte Umweltbelastung sind seit Jahren häufig diskutierte Themen in der internationalen Handelsschifffahrt. Nicht zuletzt, weil „dicke Pötte“ – egal ob Handels- oder Kreuzschifffahrt – zu den größten Umweltverschmutzern überhaupt zählen. 

Dabei spielt die Nutzung der Windenergie weiterhin eine wichtige Rolle, wenn bis heute auch nur vergleichsweise wenige adäquate Projekte und Konzeptionen tatsächlich realisiert wurden. 

Meist soll dabei der Wind über Segel bzw. Kites für zusätzlichen Vortrieb sorgen. Allenfalls in sehr exotisch anmutenden Studien will man die Windkraft anders nutzen, etwa indem der Rumpf als „Segel“ benutzt wird (SR berichtete). 

Flettner-Rotoren

In Finnland werden die Norsepower-Flettner-Rotoren bereits erfolgreich eingesetzt © norsepower

Ein mittlerweile altes, aber anscheinend doch für viele erneut interessantes Prinzip, bei dem keine Segel im herkömmlichen Sinne genutzt werden, sind die Flettner-Rotoren. Auf ihnen erzeugt ein rotierender Zylinder durch den „Magnus-Effekt“ aus Sog und Staudruckkräften eine Ablenkungskraft, die wiederum Vortrieb bewirkt. 

Das somit stark von den Windstärken abhängige Prinzip ist schon seit mehr als 100 Jahren bekannt und im (seltenen) Einsatz, konnte sich aber nie gegen Verbrennungsmotoren durchsetzen. 

Flettner-Rotoren

Noch in diesem Jahr soll eine Fähre der Viking-Linie mit Norsepower-Rotoren ausgerüstet werden © norsepower

Im Zuge eines wachsenden Interesses an Hybrid-Lösungen für die Handelsschifffahrt, kommen seit etwa zwei Jahrzehnten allerdings wieder öfter Flettner-Rotoren zum Einsatz (SR-Artikel über E-Ship). 

Das finnische Start-Up-Unternehmen „Norsepower“ setzte vor vier Jahren erstmals seine weiterentwickelten Flettner-Rotoren auf einem „normalen“ Handelsschiff ein. Mit den Rotoren werden im Durchschnitt sechs Prozent Treibstoff eingespart – „Norsepower“ sieht jedoch schon für die nahe Zukunft genug Potential, um mit ihren Rotoren auf 20 Prozent Treibstoffeinsparung zu kommen.

Das Norsepower-Prinzip

Mit dem gleichen Prinzip, aber in einer noch weiter entwickelten Variante will nun auch das holländische Familienunternehmen Switijnk Shipping schon in Kürze einen Handelsschiff-Neubau ausrüsten. 

Vor Kurzem lieferte „C-Job Naval Architects“ den Entwurf für ein 8.500 BRT-Schiff mit zwei Norsepower-Rotorsegeln, die im Hybrid-Verfahren die Diesel-Hauptmaschinen ergänzen sollen. Es wird mit einer Kraftstoffeinsparung von rund 14 Prozent gerechnet. 

Damit sieht sich Switijnk Shipping als Vorreiter für die gesamte niederländische Handelsschifffahrt und wird entsprechend staatlich unterstützt. Im Gegensatz zu den meisten bisherigen Hybrid-Frachtern, auf denen Flettner-Rotoren zum Einsatz kommen, wird von den Niederländern ein speziell auf die Rotoren „zugeschnittenes“ Rumpfdesign verwendet.

Flettner-Rotor

Modell des Handelsschiff-Projektes der niederländischen Werft Switijnk Shipping © C-Job Naval Architects

Auch wenn Switijnk Shipping mit ihrem Vorhaben noch ganz am Anfang steht, werden dem Projekt von allen Seiten gute Zukunftschancen vorausgesagt. Es sei an der Zeit, dass endlich wirksame Hybrid-Antriebe wie die Flettner-Rotoren nicht mehr nur als „Anhängsel“ betrachtet werden, sondern als elementarer Bestandteil des Schiffes, ist in Fachmedien zu lesen. 

Switijnk Shipping bewirbt sich derzeit gemeinsam mit den Partnern C-Job Naval Architects und Norsepower für private sowie öffentliche Mittel (Darlehen, Garantien, Eigenkapital, Zuschüsse, Risikokapital). Niederländischen Medien zufolge stehen die Chancen gut, dass man aus dem Flettner-Projekt ein Prestige-Objekt machen werde.

Norsepower

Switijnk Shipping

 

Rotorensegler, Umweltschutz

Die “Cloudia” – Trimaran mit Rotorenantrieb © Enercon

Geschichte

Flettner-Rotoren wurden in den 20iger-Jahren des letzten Jahrhunderts von Anton Flettner entwickelt. Die Rotoren wurden erstmals auf der „Baden-Baden“ erfolgreich eingesetzt – das Schiff erreichte 1926 New York. Das Prinzip der Flettner-Rotoren konnte im Verlauf des rein leistungsorientierten 20. Jahrhunderts nicht mit den ungleich schnelleren und stärkeren reinen Dieselmotoren konkurrieren.

Umweltspezifisch macht der (unterstützende bzw. zusätzliche) Einsatz der Rotorsegler jedoch durchaus Sinn – die „E-Ship 1“ ist das erste moderne Handelsschiff mit diesem Antrieb.

In den 1980iger-Jahren ließ Jacques-Yves Cousteau die „Alcyone“ mit einem leicht abgewandelten Rotorenantrieb bauen – sie fährt heute noch im Auftrag der Cousteau-Stiftung.

Eine Rotor-Yacht in den Zwanzigerjahren am Wannsee © bundesarchiv bild

Eine Rotor-Yacht in den Zwanzigerjahren am Wannsee © bundesarchiv bild

Zudem sind der Uni-Kat Flensburg (6,1 m lange Proa) und die „Cloudia“ (Trimaran mit 6 m hohen Rotoren) mit den Flettner-Rotoren bestückt.

Prinzip

Bläst Wind gegen einen rotierenden Zylinder, so wird er beschleunigt, wo Drehsinn des Zylinders und Windrichtung zusammenkommen. Auf der gegenüberliegenden Zylinderseite wird er abgebremst, strömt also langsamer.

Dies erzeugt Unterdruck (schnellere Strömung) und Überdruck (verlangsamte Strömung), in Summe also eine quer zur Strömung wirkende Kraft (dynamischer Auftrieb, in der Grafik F1). Das ist ähnlich wie bei einem stehenden (Flugzeug-)Tragflügel, doch mit weitaus besserem Wirkungsgrad – rund dem Zehnfachen eines Segels oder starren Tragflügels mit gleichem Windwiderstand. Im rechten Winkel zum scheinbaren Wind entsteht am Rotor eine Kraft, die bei einem Halbwind-Kurs parallel zur Längsachse des Schiffes in Fahrtrichtung wirkt, also unmittelbar Vortrieb erzeugt.

Flettnerrotor © wikipedia

Flettnerrotor © wikipedia

Zusammen mit dem Bootsrumpf samt Kiel oder Schwert (Lateralplan) wird auch bei Raumwindkursen und Am-Wind-Kursen Vortrieb erzeugt. (Quelle: Wikipedia)

 

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Michael Kunst

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