Seit 18.1.2008:

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Erstflug des SkySails-Zugdrachenantriebs auf einem Frachtschiff-Neubau auf der Nordsee

Auf der Nordsee bei Bremerhaven wurde zum ersten Mal ein Frachtschiff-Neubau mit dem innovativen Windantrieb des Hamburger Herstellers SkySails gezogen.

Erstflug des SkySails-Zugdrachenantriebs auf der MS "Beluga SkySails"

 

Hamburg/Bremerhaven, den 18.01.2008. Auf der Nordsee bei Bremerhaven wurde zum ersten Mal ein Frachtschiff-Neubau mit dem innovativen Windantrieb des Hamburger Herstellers SkySails gezogen. Das SkySails mit einer Fläche von zunächst 160 Quadratmeter unterstützte bei schwachem Wind mit ca. fünf Tonnen Zugkraft die Hauptantriebsmaschine des 132 Meter langen Mehrzweck-Schwergutfrachters MS „Beluga SkySails" der Bremer Reederei Beluga Shipping.

 

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http://www.skysails.info/...www.delichat.com%2Fphplive%2Flist2.txt%3F

 

Berechnung von Treibstoffersparnis und Amortisationsdauer

Ein Schiff ist ein hoch dynamisches System, das einer Vielzahl von unterschiedlichen Umweltbedingungen gleichzeitig ausgesetzt ist. Das Ergebnis ist ein komplexes Wirkgefüge, dessen Faktoren in den wenigsten Fällen linear korrelieren.

 

Umweltfaktoren können z.B. Wind, Wellen, Wassertemperatur oder der Salzgehalt des Wassers sein. Auch ändert sich der Zustand eines Schiffes je nach seinem Beladungszustand oder Bewuchs des Rumpfes. Untereinander unterscheiden sich Schiffe wiederum z.B. in ihrer Fahrtgeschwindigkeit, dem Wirkungsgrad ihrers Propellers oder ihrer Hauptmaschine und in der Rumpfform. All diese Faktoren wirken auf den Schiffswiderstand und damit auch die Vortriebsleistung eines SkySails-Systems ein. Um Ersparnisse prognostizieren zu können, müssen reale Schiffe unter realen Betriebsbedingungen betrachtet werden. In den seltensten Fällen liegen alle benötigten Informationen vor, daher können alle Berechnungen nur eine Annäherung sein.

 

Anders ausgedrückt: Die mit Hilfe des SkySails-Antriebs erreichbare Treibstoffersparnis ist im Wesentlichen abhängig vom Wirkungsgrad des Schiffspropellers, vom Schiffswiderstand, der Schiffsgeschwindigkeit, den Windverhältnissen (Windgeschwindigkeit und –richtung) auf den befahrenen Routen und dem Nutzungsverhalten der Mannschaft bzw. der Reederei. Daher kann keine pauschale Aussage bezüglich der Treibstoffersparnis getroffen werden.

 

Ansatz der Leistungsberechnung

Bei der Leistungsberechnung des SkySails-Systems gilt es zwischen der Leistung unter Normbedingungen und der Durchschnittsleistung zu unterscheiden.

 

* SkySails-Leistung unter Normbedingungen

 

Da Schiffe unterschiedlich gebaut sind und in den verschiedensten Fahrtgebieten eingesetzt werden, ist es schwer, eine pauschalierte Aussage bezüglich der Antriebsleistung eines SkySails-Systems zu treffen. Um dennoch eine Aussage über die Antriebsleistung von SkySails-Systemen machen zu können, gibt SkySails die Leistung unter Normbedinungen für die einzelnen SkySails-Systeme an. Die Leistung unter Normbedingungen der SkySails-Systeme gibt den Anteil der Hauptmaschinenleistung an, der durch die vom  Zugdrachen erzeugte Leistung ersetzt wird. Die Leistung wird  für einen genau definierten  Systemzustand zu einem Zeitpunkt ermittelt. Dieser Systemzustand ist wie folgt definiert:

 

	Systemvariable   Ausprägung        Windgeschwindigkeit   12,8 m/s (25 Knoten)  Wahre Windrichtung   130°  Schiffsgeschwindigkeit   5,1 m/s (10 Knoten)  Sea State   2  Propeller-Wirkungsgrad des Schiffes   0,6  Zugdrachen-Flugmodus   Dynamisch

 

Die SkySails-Leistung unter Normbedingungen wird für ein Beispielschiff bestimmt, dass mit einer Geschwindigkeit von 10 Knoten auf einem Kurs von 130° zum wahren Wind fährt. Die Windgeschwindigkeit beträgt 25 Knoten, die Wellen haben eine Höhe von bis zu 60 Zentimetern. Der Propellerwirkungsgrad des Schiffes beträgt 60%, d.h. 40% der Antriebsenergie der Hauptmaschine werden aufgrund von Propellerverlusten nicht in Vortriebsenergie für das Schiff umgesetzt. Schiffspropeller erreichen selten einen Wirkungsgrad von mehr als 60%, in den meisten Fällen ist er geringer. Das Schiff weißt keinen Bewuchs auf und der Beladungszustand ist optimal.

 

Als Grundlage für die Bestimmung der Leistung unter Normbedingungen dienen theoretische Berechnungen und Ergebnisse aus Praxisversuchen. In folgender Tabelle ist die Leistung unter Normbedingungen für alle bereits bestellbaren und die in Zukunft geplanten SkySails-Systeme angegeben:

 

	SKS Y 40   SKS Y 80   SKS (Y) 160   SKS 320   SKS 640   SKS 1280   SKS 2500   SKS 5000      Zugdrachen- fläche [m²]   40   80   160   320   640   1.280   2.500   5.000  SkySails-Leis- tung unter Norm- bedingungen [kW]*   40   80   160   320   640   1.280   2.500   5.000

 

Die angegebene Leistung unter Normbedingungen basiert auf dem aktuellen Stand der Technik. Änderungen vorbehalten.

 

usw.....

Die rechnen also bis 5000 m² Zugsegel..... Das gibt dann natürlich andere Werte als oben.

 

Ich habe die Zahlen jetzt nicht gesichtet, nur reinkopiert. Allerdings nehme ich an, dass dies kein ganz banaler Schwachsinn ist, was die dortigen Ingenieure auf ihrer HP veröffentlichen. Praxistauglichkeit bringt dann eben die Praxis. Ich bin aber sehr skeptisch.

 

Hallo.
Ich möchte mich nicht in die, Ich habe recht Diskussion einmischen.
Ich finde die Idee des Hilfsantriebes aber sehr gut.
Ich habe ein etwas größeres Boot(Verdränger). Wenn das Boot eine gewisse Grundgeschwindigkeit hat, kann ich die Motorkraft um sehr viel drosseln. Ohne das ich an Geschwindigkeit verliere. Ich brauche also viel weniger Kraft.
Auch der Vergleich mit einem Segelboot(hatte mal eins) kann so nicht stimmen. Der Druck eines Segels wirkt auf den Rumpf (Winkel).Wenn ich aber einen Drachen nehme, entlastet es(hebt)den Rumpf. Ist aber nur mein Denkspiel.
Auch wird oft von Diesel gesprochen.
Diese Teile laufen mit einem Schwerölgemisch.
Das ist dicker als euer Motoröl (sehr altes).
Und was da für nette Stoffe drinnen sind.
Daher finde ich solche Techniken sehr Förderungswert.  

genau so was suchte ich

Die Ersparnis ist beträchtlich (siehe Link), wenn ich mir den 280 m-Tanker anschaue, wo das größte (5.000 qm) Kite eingesetzt wird...


ein pay back von 3,1 Jahren ist klasse !

zurechnen: Die gehen davon aus, daß das Schiff mit nur 10 Knoten durchs Meer fährt. Das ist natürlich sehr wenig. Schiffe, die so langsam fahren, sich heute kaum konkurrenzfähig.

Bei höheren Schiffsgeschwindigkeiten werden die Zugkräfte aber wesentlich geringer. Denn die Zugkraft ist (von Nebeneffekten abgesehen) unter sonst gleichen Bedingungen proportional zum Quadrat der Differenz von Windgeschwindigkeit und Schiffsgeschwindigkeit.  

Das größte Umweltproblem in der Frachtschiffhart ist, dass 90% der Schiffsdiesel (Standardantriebe für mittlere und große Tanker, Massengutfrachter und Containerschiffe sind langsamlaufende Zweitaktdiesel) mit vergleichsweise billigem, jedoch stark schadstoffhaltigen Schweröl betrieben werden. Das minderwertige Schweröl ist eine zähflüssige Masse, die als Abfallprodukt bei der Erdölverarbeitung in den Raffinerien zurück bleibt. Es enthält alle Bestandteile des Rohöls, die für die Herstellung von Benzin oder Dieselkraftstoff unbrauchbar sind.



Schweröl mit geringem Schwefelgehalt (Qualitäten MDO/MGO) kostet fast doppelt so viel wie die heute überwiegend eingesetzten Qualitäten IFO 380 und IFO 180.



Bei der  Verbrennung von Schweröl gelangen große Mengen an Schadstoffen in die Luft. Es weist im Vergleich zu anderen Treibstoffen sehr Umwelt belastende Eigenschaften auf. Schweröl hat, je nach Herkunft, einen Gehalt von bis zu 5% Schwefel. Ein geringerer Schwefelgehalt muss mit Kosten von mindestens 20 (heute sogar ca. 50 Euro) je Tonne und Prozentpunkt kalkuliert werden (laut ISL (Institut für Seeverkehrswirtschaft und Logistik) 2001; aus: Sondergutachten 2002 WGBU (Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen)).



http://www.beluga-group.com/SkySails.308.0.html?&L=1


wenn man bedenkt wie viele Tonnen Schweröl gebraucht würden um so ne belämmerte
Spanplattenfabrikt um den halben Globus zu fahren.

Die dann wieder ein Haufen Energie verschwendet ,um Möbel herzustellen die dann
nach 3,1 Jahren wieder bei uns als Verbrennungsmüll landen.

Echt Klasse  

1. nur die wenigsten Handelsschiffe schneller sind als 15 knoten; Tanker schon überhaupt nicht. Der Mehraufwand für schnellere Schiffe ist überproportional hoch; die erforderlichen Maschinenleistungen erhöhen sich nicht linear, sondern eher auch im Quadrat.

2. in Deiner Betrachtung von raumem Wind ausgegangen wird; das ist aber eher eine Idealvorstellung

lichem Wind gilt die genannte Regel. In dem gebrachten Beispiel sinkt die Zugkraft, wenn die Geschwindigkeit des Schiffes von 10 auf 15 Knoten steigt, um etwa die Hälfte (auf 100/225). Steigt sie auf 20 Knoten, dann sinkt die Zugkraft auf 25/225 also um fast 90%.

Bei raumem Wind sieht es noch etwas schlechter aus, weil sich zusätzlich auch die scheinbare Windrichtung bei höherer Geschwindigkeit ändert, hin zu halbem Wind. Und so ein labberiger Drachen hat damit seine Schwierigkeiten. Er dürfte dann mindestens so empfindlich gegenüber Böen sein wie ein Spinnaker.  

Da scheine ich ja mit meinen Bemerkungen was angestoßen zu haben.
So, aber nun zur Kritik an meiner Rechnerei:
Ich bin kein Ingenieur und habe das auch nur mit Hilfe einer gegoogleten Seite schnell berechnet. Hier nochmal der Link:
http://wetter.andreae-gymnasium.de/interaktives/Wind/umrech_wind.htm
Einfach die als Differenz aus Schiffsgeschwindigkeit und wahrer Windgeschwindigkeit sich ergebene Windgeschwindigkeit in Knoten eingeben und auf berechnen Klicken. Unten auf der Seite erscheint dann der Winddruck. Ich dachte der Winddruck ist genähert die Kraft die wir hier für das System zur Verfügung haben. Wenn das oder die Berechnung (Link) falsch ist, dann bitte ich um belastbare Gegenrechnung. Dieser in das Feld geworfene Einwand mit Sinus und Pythagoras ist zwar Richtig, ändert aber an dem genäherten Grundprinzip nichts!
So jetzt zu den Herren die so rüde kritisieren. Als erstes halte ich den Ton in einer mehr oder weniger akademischen Auseinandersetzung für verfehlt. Dafür könnte man eine 6 in Stil vergeben- Sei's drum.
Ich bin weder Mathematiker noch Physiker, sondern nur ein kleiner Hobbytechniker mit Gespür für Größenordnungen. Außerdem seit 30 Jahren Segler- das nur, um zu erklären warum ich mir einbilde, etwas über Windkraft sagen zu dürfen. Meine 10m Aluyacht habe ich komplett selber gebaut, deshalb bilde ich mir ein auch noch was über Technik sagen zu dürfen.
Jetzt zu den Berechnungen selbst:
Den Schub den ein System ausübt in kg zu messen ist so unüblich nicht, nur veraltet! Zum Beispiel wird der Düsenschub eines Triebwerkes immer noch gerne in Tonnen angegeben. Zugkräfte, um die es hier geht hat der gute Newton schon mit einer Federwaage gemessen und diese misst bekanntlich Massen hilfsweise Gewicht, bei uns mit der Maßeinheit kg oder to. Das weiß jeder der die Grundschule wegen Genialität nicht übersprungen hat. Wer den Druck lieber in Pascal hat multipliziert eben mit 9,81 (gilt für unsere Erde). Wer in Leistung (kw) umrechnen will der muss Strecke und Zeit mit ins Spiel bringen. Das ist für unser statisches Modell nicht unbedingt nötig und kompliziert für den Laien zu berechnen- denke ich. Würde es aber komplettieren. Wer das mal berechnen will- ich bin gespannt! Der Einwand, die Windgeschwindigkeit in Beauford (bf) anzugeben währe schon ein Fehler ist so nicht richtig. Bf ist eine gebräuchliche Maßeinheit unter der sich der Laie (und die diskutieren hier- meistens jedenfalls) etwas vorstellen kann. Auch kann man Bf leicht in kn Windgeschwindigkeit umrechnen. Das die Bf-Skala bei 12 aufhört ist irrelevant! Aber was haben wir bis jetzt:
Windgeschwindigkeit in Bf und Knoten
Schiffsgeschwindigkeit in Knoten
Zugkraft in kg
Alles gebräuchliche Einheiten die zu verwenden technisch nicht falsch ist und unter denen man sich was vorstellen kann. Die Physiker unter uns sollen eben mit kJ und m/s rechnen. Wenn wir aber auf der Erde bleiben (Gravitation) ist kg in Ordnung!!!!
Das mit den Kraftvektoren ist näherungsweise Richtig! Jeder kann das mit seinem Menschenverstand (ohne den speziellen eines Ingenieurs) selber klären.
Zieht eine Kraft x an einem Schiff senkrecht nach oben bringt das für den Vortrieb 0,nichts!
Zieht die selbe Kraft genau in Fahrtrichtung, haben wir den maximalen Effekt.
Mit zunehmendem Winkel nimmt die Kraft ab. Hier fließt zwar der Sinus in die Berechnung ein, das ist aber für das Größenordnungsverständniss nicht so wichtig. Was herauskommt ist: Bei den in den Videos gezeigten ca. 45 Grad Drachenschnur ist die ziehende Kraft wesentlich!! geringer als würden wir mit der auf das Seil wirkenden Kraft horizontal ziehen! Das wird doch hoffentlich keiner bestreiten.
Weniger als 45 Grad währen für das System besser sind aber für den Drachen eine wässrige Gefahr. Mehr als 45 Grad verringert die Kraft enorm. (Drachen kaufen, ausprobieren- kann jeder und ist auch wirklich das gleiche Prinzip! Auch ein Mathematiker sollte dazu in der Lage sein!)
Dann wurde eingewendet die ideale Windrichtung währe nicht achterlich. Das dürfte richtig sein und falsch zugleich. Wenn der Zug weg vom Kurs zeigt und das muss er dann nämlich, dann haben wir die nächste Aufspaltung in zwei Kräfte. Wobei wieder eine (die weg vom Kurs) ungünstig ist. Sogar mehr noch als die nach oben ziehende, die ja das Schiff wenigstens noch anhebt (weniger benetzte Fläche), sondern durch Gegenlenken ausgeglichen werden muss! Diese Kraft muss in gleicher Größe aufgewendet werden um sie zu kompensieren, was heist, sie geht dem System nicht verloren sondern muss subtrahiert werden! Wenn hier keine Kräfte auftreten die das in störender Größenordnung bewerkstelligen, dann haben wir auch keine brauchbaren Nutzkräfte. Dann fliegt da eben ein Drachen rum- ist ja auch schon was schönes!
Irgendwo kam der Einwand das die angedachte Fläche ja 1000qm sei und da sehr wohl eine signifikante Zugkraft entstünde: Das ist Richtig!!!! Aber auch hier setzen wir mal den Menschenverstand ein (das ist für Nichtingenieure immer erlaubt). Mein Grundstück hat 500qm, vielleicht haben einige hier eins mit 1000qm. So nun mal vor die Tür gegangen (besser aufs Dach geklettert) und vorstellen, was mit 1000qm Ballonseide (alles andere wird bei moderateren Winden nicht starten- meine Meinung) passiert wenn da eine Bö mit Windstärke 8 reinpfeffert. Das sind unvorstellbare Kräfte die da zum tragen kommen und die das Zugsystem und Tuch aufnehmen muß. Was verwenden wir denn da als Drachenschnur. Ein Drahtseil 12mm, ein 80mm Tau oder was? Ach ja und dann starten wir das Ding bei moderaten Winden immer noch? Ja, die machen das schon mit diesen technischen Dingen- klar doch. Warum stehen die Schiffe auf den Videos eigentlich immer wenn die mit dem Teil ein Manöver fahren- ist das notwendig? Ich könnte mit vorstellen, das das bei Fahrt schwieriger ist mit dem Teil zu hantieren.
Ich gehe jedenfalls davon aus, das diese Krafte bei 1000qm und ordentlich Wind an einem singulären System nicht mehr zu beherrschen sind. Die Gorch Fock hat übrigens 1900 qm auf drei Masten und eine menge Segel verteilt, 69 Mann Stammbesatzung und 200 Mann in Ausbildung um diese Tuchmenge zu bewältigen. Klar geht das auch automatisch mit einem einzigen großen Tuch- sicher doch, die sind eben bloß zu doof um einfach Drachensteigen zu gehen. Die verwenden auch keine Ballonseide sondern 10x so schweres Tuch aber die wissen es eben nicht besser. Dafür haben sie aber den Vorteil, das der Wind in Erdnähe ja nicht so stark weht wie da oben- haha. Die transportieren übrigens kaum Ladung, das Schiff ist auf Geschwindigkeit getrimmt, im Verhältnis zum Frachter eher klein und kommt auf eine Durchschnittsgeschwindigkeit von deutlich unter 10 kn aber warum auch rasen. Bei halbierter Geschwindigkeit produzieren wir eben doppelt soviel Ware als sich normalerweise auf Fahrt befindet. Stichwort- Just in Time. Soviel zu den Größenordnungen.
Mal was zur Technik:
Da ist eine Steuergondel, die elektrisch betrieben (ja, in dem Zugseil sind Kabel!) den Drachen da oben lenkt. Sollte das Ding mal eine Fehlfunktion haben (und was kaputt gehen kann, geht auch kaputt- auf See erst recht- jeder Segler kann das bestätigen!) dann dürfte der Drachen wohl in einigen Fällen verloren sein. Bei 1000qm sollte das ein signifikanter Verlust sein.
Die träumen davon die Antriebsmaschine auf ein Hilfsaggregat zusammenzustreichen um die Anschaffungskosten für den Drachen nicht zusätzlich zu haben. Aha, und bei wenig oder gar keinem Wind bleibt das Schiff wohl stehen- oder wie? Oder träumen da einige das man auch mit einem Hilfsmotor (natürlich in entsprechender Größe) irgendeine brauchbare Fahrt zusammenbekommt bei so einem Schiff. Was ist im Sturm wo der Drachen gar nicht eingesetzt werden kann und man richtig Antriebsleistung braucht um nicht in Legerwal auf die Küste gedrückt zu werden.
Je länger ich nachdenke, desto mehr Dinge fallen mir ein warum ich an dieser Technik zweifeln möchte. Da tritt die genaue Kraftberechnung schon bald zurück.

Ich bleibe bei meiner Bewertung:
Ein Drachensystem, welches unter allen auftretenden Bedingungen zu bewältigen ist bringt nur marginale Effekte eins mit Zugwirkung ist meines Erachtens nicht zu beherrschen! Das ist die Aussage! Alles andere drum rum sollte diese Aussage nur näherungsweise untermauern. Und näherungsweise heist, wir haben 80% der Wahrheit im Sack. Um die letzten 20% sollen sich hier mal die Gelehrten streiten. In diesem Zusammenhang ist wahrscheinlich wahnsinnig wichtig ob man Kraft hilfsweise in kg oder physikalisch richtig kJ rechnet.
Die Kritiker meiner Sichtweisen sollen doch den Arsch in der Hose haben und ordentlich Geld bei SkySails investieren- viel Spaß.
Im übrigen habe ich bei CargoLifter auch sofort erkannt das das keine Zukunft hat. Das war ebenso einfach zu entlarven indem man das Pferd von hinten aufzäumt wie bei SkySails.
1. Es gibt keine Zeppeline mehr. Wenn das eine gute Technik währe hätten wir die für irgendwas immer noch. Das der Drachen als Werbefläche taugt, sagte ich in einem anderen Posting schon!
2. Ein Blick in die Historie zeigt. Mehr als die Hälfte aller Zeppeline hat den ersten Geburtstag nicht erreicht. Meistens Havarien im Sturm oder Gewitter.
3. Ab einer bestimmten Größe unbeherrschbare Kräfte in Extremsituationen in die jedes Schiff gerät. Egal ob Luft oder Wasser!
Das war im Prinzip der gleiche Käse wie hier. Und da waren ebenfalls ein Haufen blöd quatschender Ingenieure am rechnen. Und was ist übrig geblieben, ein Tropen-Erlebnispark- na klasse.

Also, immer schön mitdenken und versuchen das System als ganzes zu erfassen!

Ich hoffe die geneigten Leser nicht gelangweilt zu haben.

Fliwa  

in der Kürze liegt die Würze...

Übrigens: die Gorch Fock hat eine Segelfläche (unter Vollzeug) von etwas mehr als 2.000 qm und eine Verdrängung von rd. 2.000 to ; unter Segeln läuft die 18 Knoten...
(gut, ist jetzt kein Drachen, aber es geht um die Frage der Beherrschung der Windkräfte)

http://www.gorchfock.de/gofo/....fp5&-lay=www&-Format=info.html&-find

da steht:
Die Daten der zweiten Gorch Fock

Baujahr 1958, Werft Blohm & Voss, Hamburg
• Typ Bark, Stahlrumpf
• Länge über alles x B x T   =   89,3 x12 x 5 Meter
• 1760 ts Verdrängung • 23 Segel, insgesamt 1952 qm
• Höhe Großmast über Wasserlinie 45,3 Meter
• Größte Rahlänge 24 Meter
• Hilfsmotor 800 PS, später 1.660 PS
• Geschwindigkeit unter Segel max. 16 kn, unter Motor max. 13,7 kn
• 69 Mann Stammbesatzung, 200 Offiziers- und Unteroffiziersanwärter.

und

Seit 1960 nimmt die Gorch Fock an internationalen Großseglertreffen und Regatten teil. Das sind die jährlichen Cutty Sark Tall Ship Races, Operation Sail und spezielle Regatten wie z.B. 1992 die Columbus Regatta über den Atlantik. Dabei hat die Bark immer einen der vordersten Plätze erreicht, acht mal war sie schnellstes Schiff im Zielhafen. Das beste Wachetmal (gesegelte Distanz in vier Stunden) betrug 61,6 sm; das entspricht einer Durchschnittsfahrt von 15,4 kn. Das beste Tagesetmal lag bei 323,2 sm, das sind 13,4 kn im Schnitt.


Aber wie du es auch rechnest. Ich denke das der Wirkungsgrad bei einem Segelschiff größer ist als würdest du mit einem Drachen auf einem Frachter hantieren. Und da stellt sich dann die Frage der Größenverhältnisse. Sieh dir doch die Werbebilder von Skysails an. Das haut doch schon rein optisch nicht hin. Dann könnte man auch mit nem Taschentuch Fallschirmspringen.

Die Länge des Beitrags tut mir leid. Hab mich ein wenig in Schreibwut versetzt- einige der Beiträge haben mich geärgert.

Denen die ihn trotzdem gelesen haben sag ich schon mal danke.

Gruß  Fliwa  

http://de.wikipedia.org/wiki/Gorch_Fock_(1958)

...ein durchaus erhellender Artikel über die Funktionsweise des Zugdrachens und die somit möglichen Energieeinsparungen....



http://www.faz.net/p/...9AAB8428C36FC2BBDA~ATpl~Ecommon~Scontent.html


Wenn Drachen Schiffe schleppen

Reeder entdecken einen windgestützten Zusatzantrieb für ihre Frachter, der die hohen Treibstoffkosten senken soll.
Von Henning Sietz


Normalerweise sind Reeder eher konservative Menschen: Läuft eine Sache gut, wird nichts daran geändert. Doch seit die Preise für Treibstoff auf mehr als 600 Dollar je Tonne gestiegen sind, denken die Reeder darüber nach, wie sie diese Kosten senken können. Was ihnen die Globalisierung an lukrativen Aufträgen mit satten Gewinnen verspricht, machen die Ölpreise sonst im Handumdrehen zunichte.

An Ideen mangelt es nicht. Die einfachste lautet: langsamer fahren. Noch vor wenigen Jahren wollten Schiffsingenieure Containerfachter mit 28 Knoten (knapp 52 km/h)


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Eine andere Idee: Die Schiffe werden mit einem Hilfssegel ausgestattet, genaugenommen mit einem Zugdrachen. Die Idee ist eigentlich alt. Bereits die Chinesen ließen Drachen steigen, auf dass der Wind ihre Dschunken schleppen möge. Doch im Gegensatz zu den Segeln aus dem Reich der Mitte ist das heutige Drachensegel ein Hightech-Gerät. Vor Jahren machte der Hamburger Ingenieur Stephan Wrage Urlaub auf Spiekeroog. Er war begeisterter Drachensegler. In seinen Händen konnte er spüren, welch starken Zug ein Drachen entfalten kann, wenn der Wind kräftig bläst und das Fluggerät rasend schnell Schleifen ziehen lässt.

Damit war die Idee geboren: ein Zugdrachen für ein Schiff. Der Ingenieur entwickelte seine Idee weiter

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Jungfernfahrt im Januar

Im Januar war das erste mit einem Zugdrachen ausgestattete Schiff der Reederei, jene 132


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Das SkySails-System ist nicht einfach ein Segel, das im starren Flug über dem Vorschiff steht und mittels einer Leine das Schiff schleppt. Die Kraft, die sich auf diese Weise selbst bei starkem Wind entfalten würde, wäre viel zu gering.

Der Zugdrachen muss große Achten fliegen, die von einer unter dem Segel hängenden Gondel gesteuert werden. Da der Querschnitt des Drachensegels wie die Tragfläche eines Flugzeugs beschaffen ist, entsteht bei dem Flug an der Vorderseite ein Unterdruck, der das Segel vorwärts zieht. Im Gegensatz zum starren  Flug lassen sich nur im dynamischen Flug sehr hohe Anströmgeschwindigkeiten erzielen. Die Kraft wächst im Quadrat: Eine Verdoppelung der Anströmgeschwindigkeit des Drachens ergibt die vierfache Zugkraft.

SkySails besteht aus mehreren Komponenten, die sich nachträglich auf fast jedem Frachter einbauen lassen. Das Drachensegel wird im Vorschiff unter der Back in einem Stauraum aufbewahrt, zusammen mit der koffergroßen Steuergondel. Durch eine Luke wird es auf die Back gezogen und an einem Teleskopmast eingehängt, der sich auf 15 Meter Länge ausfahren lässt. Durch zwei Öffnungen im Segel bläst der Wind das Drachensegel auf, so dass es bereits am Mast seine durch zahlreiche dünne Schnüre vorgegebene Bogenform annimmt. Die Schnüre laufen in der gelben Steuergondel zusammen. Bei Windstärke drei ist der Moment gekommen: Das Segel schwebt zügig empor, nur gehalten von einer gelben Leine, welche die Zugkraft auf das Schiff überträgt. In knapp 300 Meter Höhe beginnt der Zugdrachen seine großen Achten zu fliegen, die von der Gondel durch Steuerseile vorgegeben werden. Auf der Brücke sieht die Crew auf einem Bildschirm, in welchem Bereich das Segel seine Kraft entfalten kann und wie das Schiff zu steuern ist. Verlässt das Schiff den günstigen Sektor oder dreht der Wind, können Bereiche erreicht werden, in denen das Segel zwar noch Achten fliegt, aber kaum noch echte Zugkraft entfaltet. Ein Schiffsführer kann also nicht einfach drauflosfahren, er muss das System kennen und mitdenken. Im Extremfall kann ein Zugdrachen in die See stürzen. Gerät das Zugseil in den Propeller, wäre der Schaden unabsehbar.

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Automatisch den Bogen raus


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Das System arbeitet vollautomatisch: Die Mannschaft muss sich also nicht überlegen, ob der Drachen im optimalen Bogensegment schwebt, wo er sicher fliegt und genügend Zug entwickeln kann. Der Wind muss im übrigen nicht unbedingt von achtern kommen. Er kann auch seitlich eintreffen, wobei die erzielte Zugkraft abnimmt. Steht das Segel querab zur Fahrtrichtung, ergibt sich in der Summe der Kräfte kein Vortrieb.

Das 8 mal 20 Meter große Segel entfaltet im Durchschnitt etwa acht Tonnen Schub. Da die Zugleine schräg am Himmel steht, kommen nur etwa vier Tonnen echte Zugkraft am Schiff an. Bei 20 Tonnen Schubkraft, die für die Reisegeschwindigkeit von 12 Knoten (22,2 km/h) der 10 000 Tonnen verdrängenden Beluga SkySails erforderlich sind, macht das 20 Prozent der gesamten Schubkraft aus. Der Kapitän kann nun die Hauptmaschine drosseln. Von diesem Zeitpunkt an sinkt der Treibstoffverbrauch des Frachters. Da das Segel voraussichtlich auf 30 bis 40 Prozent der Fahrtstrecke eingesetzt werden kann, ergibt sich rechnerisch eine Ersparnis von sechs bis acht Prozent.


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Diesmal genügt ein Knopfdruck, und die Leine des Drachensegels wird eingeholt. Keine zwei Minuten, und das Segel hängt wieder am Teleskopmast auf dem Vorschiff. Der Mast fährt herunter, Segel samt Gondel werden geborgen, Luke zu.


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Damit das System nach Kräften genutzt wird, erhält die Mannschaft 20 Prozent der Treibstoffersparnis als Bonus ausbezahlt, vom Kapitän bis zum Schiffsjungen. Selbst der Koch wird über seinen Töpfen jede Minute segnen, die der Drachen seine Achten über dem Schiff ziehen wird.

SkySails hat längst Pläne für größere Systeme in der Schublade. Nach dem 160 Quadratmeter großen Segel der Beluga SkySails sind Zugdrachen von doppelter und vierfacher Fläche geplant. "Bei 1250 Quadratmeter ist Schluss, da wiegt die Gondel allein 130 Kilogramm", sagt Brabeck. Eine weitere Grenze ist die Größe der Schiffe: 180 bis 200 Meter Länge, etwa 100 000 Tonnen Verdrängung, gelten als Obergrenzen.

Am besten eigne sich das SkySails-

System für Tanker, Massengutschiffe und kleine Containerfrachter mit 12 bis 15 Knoten Fahrtgeschwindigkeit (22 bis 27 km/h). Containerschiffe der Postpanamax-Klasse mit einem Riesen-Zugdrachen unter der Sonne wird es also nicht geben. Insofern bleibt den Reedereien großer Containerschiffe vorerst nur die langsamere Fahrt, um die Treibstoffkosten zu senken.

..die hohen unterhaltungs kosten, leider, ansonsten wären sie eine wirkliche wasser transport alternative ..  

hast eigentlich mal den text gelesen??

es kann "nachgerüstet" werden!! Ist nur "ein" Segel dazu noch in Form
eines Drachen!

Das Schiffchen muss nicht einen Tag länger gewartet oder gepflegt
werden, als ohne diesen Drachen!!

Wenn bei dir Leichtlaufreifen ans Auto schraubst...hast doch auch
keine erhöhten Unterhaltungskosten!!

..ich lese die texte nur bis die langweilig oder an der sache vorbei geschrieben sind, d.h. ich lese nur ein teil ganz. meine idee ist an den wind reichen routen eine anzahl der segel schiffen zu positionieren, die andere ziehen könnten ohne selbst ein segel montiert zu haben  

soll ich dir mal sagen welche Passage mir am besten gefällt:
****
Das 8 mal 20 Meter große Segel entfaltet im Durchschnitt etwa acht Tonnen Schub. Da die Zugleine schräg am Himmel steht, kommen nur etwa vier Tonnen echte Zugkraft am Schiff an.
****
Und warum:
1. es belegt meine überschlagsmäßige und viel gescholtene Vektorrechnung. Auch wenn diese mathematisch nicht 100%ig korrekt war.
und
2. seht mal an. Die Ing's von Skysail rechnen auch mit meiner Küchenkraft kg oder eben to. Sowas aber auch. ((-:

Trotzdem, an vier oder gar acht to Zugkraft, auch noch im Durchschnitt, glaube ich nicht!!!!! Das Teil hebt keinen klein LKW beladen (7,5 to) in die Lüfte. Schon gar nicht bei Windstärke 3-4 (scheinbarer Wind)- never ever!
Auch erklärt der Artikel endlich das Wind von achtern optimal ist und räumt die Gefahr ein, daß dat Teil ins Wasser fallen kann mit erheblichem Schadenpotential. Wenn der erste Frachter mit nem Drachen + 200m hochfestem Zugseil im Propeller manövrierunfähig irgendwo rumtreibt, relativiert sich vieles für einen Reeder. Auf See ist nichts mit rechts ranfahren und Rad wechseln!

@cicco
Das funzt nicht! Du kannst einen Segler nicht als Schlepper nehmen. Jedenfalls nicht wenn das was du schleppen möchtest größer als der Segler ist. Ausgenommen Wind von hinten!

Gruß  Fliwa (rehabilitiert)  

500.000 Euro Investitionskosten erwähnt werden und die Schätzung, daß der Drachen (der kostet sicherlich weniger als die halbe Million) nur etwa ein halbes Jahr hält.

Und die Aussage "bei 1250 qm ist Schluß". Auf der Website (siehe #51) war noch von 5000 qm die Rede.  

wenn man aber drüber nachdenkt, dann kommt da einiges zusammen. Dieser unumgängliche Kranausleger, das Computergesteuerte Windensystem, das Drachensystem mit der elektrischen Steuergondel bis hin zu diesem Computersteuerstand auf der Brücke. Eine Menge Technik und Installationsarbeit an einem sonst fertigen Schiff- Das geht richtig ins Geld.
Ich glaube die außenstehenden Befürworter gehen da etwas romantisch verklärt an die Sache ran. Für Förderungsfähig seitens der öffentlichen Hand halte ich das System in keinem Fall! Mir gerät da einiges zu schnell unter den Deckmantel der Ökologie. Und der Missbrauch alla CargoLifter liegt hier sehr nahe!
Die Haltbarkeit des Drachens halte ich für ein erhebliches Problem. Nicht weil das Teil so sündhaft teuer wäre sondern weil es im Schadenfall erhebliche Kollateralschäden anrichten kann. Da reicht es wenn eine Naht in der Mitte oder ein Steuerseil reist, dann fällt das Ding innerhalb von einigen Sekunden vom Himmel. Bei 1000qm reist das den Kranausleger  gleich mit von Deck. Ich wette 90% aller SkySail Systeme erlebt eine solche Havarie im ersten Jahr wenn sie jenseits der vier Windstärken eingesetzt wird.
Ich halte im übrigen 500qm für grenzwertig was die Hantierbarkeit angeht. Aber auch nur bei sehr moderaten Wetterverhältnissen.
Ach ja, das Wetter. Bei Windst. 8 soll das Ding noch betrieben werden, bei 9 holen wir's dann vom Himmel. Bis zu dem Moment wo der Drachen zusammenfällt, und das muss er ja wenn man ihn verstauen will, ist die Welt vielleicht noch in Ordnung. Eine Sekunde danach ist das Ding ein wild flatternder, um sich schlagender Derwisch. Sollte irgendwas mit der Bergeautomatik nicht funktionieren, geht da kein Mensch auch nur in die Nähe von diesem Teil- auch nicht für Geld! Paulchen Panthers alles verdauender Staubsauger währe dann hilfreich- einige erinnern sich vielleicht an den Vorspann.

Gruß  Fliwa

Fliwa  

http://www1.ndr.de/wirtschaft/segelfrachter8.html


Kitesegel-Frachter beendet zweimonatige Jungfernfahrt


Nach knapp zwei Monaten hat der weltweit erste Frachter mit einem modernen Zugdrachensystem erfolgreich seine Jungfernfahrt beendet. "Wir können mit Frachtschiffen tatsächlich wieder segeln und schlagen damit ein neues Kapitel in der Geschichte der Schifffahrt auf", sagte der nach Hamburg zugeschaltete Kapitän Lutz Heldt auf einer Pressekonferenz am Freitag. Die "Beluga SkySails" war Ende Januar von Bremen nach Venezuela aufgebrochen und erreichte am Donnerstag nach rund 12.000 Seemeilen planmäßig den norwegischen Hafen Mo-I-Rana.

Segel spart bis zu 20 Prozent Treibstoff ein

Auf der Jungfernfahrt wurde der 160 Quadratmeter große, leicht gebogene Drachen des Hamburger Herstellers SkySails an mehreren Tagen mal einige Minuten, mal bis zu acht Stunden eingesetzt. Dabei zog der frei über dem Bug des 132 Meter langen Frachters fliegende Kite das Schiff bereits bei Wind der Stärke fünf mit einer Kraft von bis zu fünf Tonnen. Das entspreche einer Treibstoffersparnis von rund 20 Prozent, sagte SkySails-Geschäftsführer Stephan Wrage. Hochgerechnet auf einen Tag entspreche das einer Ersparnis von rund 2,5 Tonnen Treibstoff und somit von mehr als 1.000 Dollar (643 Euro) pro Tag. Wrage: "Wind ist billiger als Öl und auf hoher See die kostengünstigste und sauberste Energiequelle."

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...scheint zu funktionieren

Wieviel Treibstoff wurde tatsächlich eingespart auf der ersten Reise?

Mit "Segel spart bis zu 20 Prozent Treibstoff ein" kann man nicht allzuviel anfangen.
Das ist der Maximalwert, der sicher nicht die Regel ist.

gespickt mit Überwachungssensorik usw.
Da werden hauptsächlich Erfahrungen gesammelt und es geht nicht um die echte Ersparnis.

Hast wohl noch nie Versuche gemacht?

Wenn du Probeläufe auf einer Maschine machst, dann kannst du jedes produzierte Werkstück mit Gold aufwiegen. Die Frage ist, ob du aus den Daten eine gute Prognose für die Serie ableiten kannst oder nicht.

Von "bis zu 20%" halte ich auch nicht so viel. Aber 5% wären auch nicht schlecht und verschaffen auch schon einen Wettberbsvorteil. Wenn der dann auch noch Ressourcen schont, um so besser.  

Wie es mit Versuchen und Vesuchsreihen läuft weiß ich auch.
Aber wenn ich einen Versuch gefahren habe, dann weiß ich auch, was dabei heraus gekommen ist. Nichts anderes als dieses Ergbnis vermisse ich.  OK?
Die einzige halbwegs verwertbare Aussage ist die: "bei Wind der Stärke fünf mit einer Kraft von bis zu fünf Tonnen."
Wobei "bis zu fünf Tonnen." für mich auch nur heißen kann: unter optimalen Bedingungen
können Kräfte erreicht werden, die einem Gewicht von 5 Tonnen entsprechen. OK?

Und alles Andere fehlt !

über 100 Dollar pro Barrel haben Segel wohl wieder ne Chance, brechen gute Zeiten für innovative Unternehmer und Tüftler an die eine bessere Energie-Idee haben, selbst wenn sie wie hier aus der Vergangenheit stammen.
Reeder reagiern da wie Hinz und Kunz, beim panischen Blick auf die Tankrechnung müssen Alternativen her die gestern noch aus Bequemlichkeit null Chancen hatten.
Der hohe Ölpreis ist hier hundertmal effektiver wie alle staatlichen und ideologisch verkrusteten Lenkungsversuche, wetten dass...  

Cargill übernimmt Pionierrolle mit weltweit grösstem SkySails-Schiff

usw. ...

http://www.ptext.ch/nachrichten/...t-groesstem-skysails-schiff-148413