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Flettner-Rotoren und Bananenflanken

In ihrer aktiven Zeit waren sie und andere Ballkünstler beim Gegner berüchtigt für ihre langen, angeschnittenen Bälle. Gemeinsam haben Fußball und der moderne Segelantrieb den Magnus-Effekt: Ein rotierendes Objekt in der Luft wird seitwärts abgelenkt.

  • Das Schiff Estraden mit zwei Flettner-Rotoren von Norsepower. (Foto: Norsepower)
  • Der Rotor wird von einem  Elektromotor in Rotation versetzt. Durch die Ablenkung der vorbeiströmenden Luft wird Vortrieb erzeugt. (Foto: Norsepower)
  • Zunächst hatte die Estranden nur einen Rotor. (Foto: Norsepower)
  • Nach einem Jahr erhielt sie 2015 einen zweiten. (Foto: Norsepower)
  • Der Hilfsantrieb lässt sich nachträglich auf einem Schiff installieren. (Foto: Norsepower)
  • Als erstes Schiff bekam die Buckau 1924 Flettner-Rotoren. Zu der Zeit war der Antrieb jedoch nicht konkurrenzfähig. (Foto: Library Of Congress)
  • Die Alcyone, das Forschungsschiff von Jacques Cousteau: Inzwischen sind Rotor-Segel... (Foto: Massecot, CC-BY-SA 3.0)
  • ... wieder attraktiv: das Ro-Ro-Schiff E-Ship 1. (Foto: kaʁstn, CC-BY-SA 3.0)
  • Das Vindskip wird ebenfalls vom Wind angetrieben. Sein hoher Rumpf fungiert als Segel. (Bild: Lade AS)
  • Das Hamburger Unternehmen Skysails setzt einen Lenkdrachen als Hilfsantrieb ein. (Foto: Skysails)
Als erstes Schiff bekam die Buckau 1924 Flettner-Rotoren. Zu der Zeit war der Antrieb jedoch nicht konkurrenzfähig. (Foto: Library Of Congress)
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Bewegt sich das Objekt durch die Luft ohne sich zu drehen, strömt diese an ihm vorbei und bildet eine Art Wirbelschleppe. Da sich Ball und Flettner-Rotor jedoch drehen, nehmen sie einen Teil der Luft mit und beschleunigen sie. Auf der Seite, wo die Luft schneller strömt, entsteht ein Unterdruck, auf der anderen, wo die Luft langsamer strömt, ein Überdruck. Das erzeugt eine Kraft, die quer zum Luftstrom wirkt.

Den Ball lenkt der Effet von seiner geraden Flugbahn ab und macht ihn zur Bananenflanke. Der Flettner-Rotor, der von einem Elektromotor in Rotation versetzt wird, erzeugt Vortrieb für ein Schiff.

Diesel war erfolgreicher

Benannt ist der Antrieb nach Anton Flettner, der ihn als erster auf Schiffen erprobte: 1924 und 1926 wurden zwei Schiffe, die Buckau und die Barbara mit Flettner-Rotoren ausgestattet. Der Antrieb konnte sich aber nicht gegen den Dieselantrieb durchsetzen.

Erst durch die steigenden Ölpreise sowie durch Umweltauflagen wurde der Antrieb wieder attraktiv. 1983 stattete der bekannte französische Meeresforscher und Filmer Jacques Cousteau sein Forschungsschiff Alcyone mit Flettner-Rotoren aus. Der Auricher Windkraftanlagen-Hersteller Enercon hat ein mit vier Flettner-Rotoren ausgestattetes Schiff bauen lassen, mit dem Windräder transportiert werden.

Die Rotor-Segel brauchen 3 Beaufort

Den höchsten Wirkungsgrad erzielen die Rotor-Segel bei halbem Wind, das heißt, wenn der Wind direkt von der Seite kommt. Das bedeutet aber nicht, dass das System nicht auch bei anderen Kursen zum Wind eingesetzt werden kann. "Wir können Vortrieb unter verschiedensten Bedingungen erzeugen", sagt Riski. Voraussetzung sei, dass der Wind in einem Winkel von mindestens 30 Grad vom Bug einfalle und eine Windgeschwindigkeit von 5 Metern pro Sekunde herrsche. Das entspreche Windstärke 3.

Die Effizienz des Rotor-Segels hängt von der Fläche ab. Weitere Faktoren sind die Umdrehungen der Rotoren und natürlich der Wind - wie bei konventionellen Segeln auch. Das System hat Sensoren, die den Wind registrieren und die Rotoren automatisch starten. Die Besatzung auf der Brücke fährt dann die Verbrennungsmaschine so weit herunter, bis das Schiff mit der gewünschten Geschwindigkeit läuft.

Die Schiffsgeschwindigkeit wird angepasst

Die Abläufe unterscheiden sich nicht von den gewohnten, sagt Riski: Die Brückenbesatzung beachte die vorherrschenden Bedingungen wie Wind, Wellen oder Strom und regele entsprechend die Schiffsgeschwindigkeit. "So geht das auch mit Flettner-Rotoren an Bord. Der Unterschied ist, dass man weniger Maschinenkraft benötigt, um die gewünschte Geschwindigkeit zu erreichen."

Bei der Estraden sei die Erfahrung, dass der Einsatz von 1 Kilowatt elektrischer Energie für die Drehung des Rotors im Schnitt eine Einsparung von 15 Kilowatt an der Hauptmaschine bringe, sagt Riski. Die Schwankungen seien allerdings groß: Unter manchen Windbedingungen liege der Faktor bei gerade mal 1 - dann könnten die Rotor-Segel zwar eingesetzt werden, der Effekt sei dann aber eben viel geringer, als wenn der Wind von der Seite komme.

Für die Schiffseigner bedeutet das Einsparungen bei den Betriebskosten.

 Flettner-Rotoren: Wie Schiffe mit Stahlsegeln Treibstoff sparenMaersk setzt auf Wind 
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derquerdenker 30. Okt 2017

Zum Thema Schiffsantrieb habe ich eine Alternative überlegt, hier ist meine Idee: http...

gbomacfly 24. Okt 2017

Artikel gelesen?

Some0NE 17. Okt 2017

Ein Segel erzeugt nicht nur Vortrieb. Das Schiff benötigt daher im Gegensatz zu einem...

MrTuscani 17. Okt 2017

... in Dienst gestellt. Nach anfänglichen Schwierigkeiten mit der Werft hat der...

chefin 16. Okt 2017

Und warum sind die dort registriert? Weil sie dort die Rechte bekommen die sie wollen...


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