(Facharbeit Physik Leistungskurs, Januar 2008)

Facharbeit über Zugdrachen-Antriebssytem

Umweltfreundlicher Antrieb für Schiffe von SkySails






Vergleich des Zugdrachens mit herkömmlichen Segelsystemen


In der Vergangenheit ist der klassische Antrieb für Schiffe, der die Windenergie zum Vortrieb genutzt hat, das Segelsystem gewesen. In der modernen Frachtschifffahrt hat er sich jedoch nicht behaupten können. Die Erwartung, dass sich das Zugdrachenantriebssystem in der modernen Frachtschifffahrt in bestimmtem Umfang durchsetzen wird, liegt darin begründet, dass entscheidende Unterschiede gegenüber dem Segelsystem vorhanden sind.

Während bei einem Segelschiff die Luftkraft in der Regel auf Höhe der Mitte des Masten am Schiff und damit hoch über dem Deck des Schiffs angreift, setzt sie beim Zugdrachenantriebssystem am Kraftleitungspunkt an und damit auf Höhe des Decks.



Das bedeutet, dass die Luftkraft bei einem Segelantriebssystem über einen großen Hebelarm auf das Schiff wirkt, wodurch es zu einer großen Neigung des Schiffs kommen kann. Beim Zugdrachenantriebssystem bleibt dieser Neigungswinkel dagegen immer sehr gering.

Des Weiteren ist das Zugdrachenantriebssystem so weit automatisiert, dass zu dessen Bedienung keine zusätzliche Besatzung benötigt wird.

Auch ist der Platzbedarf, den das Zugdrachenantriebssystem beansprucht, wesentlich geringer als der, den ein Segelsystem benötigt, da die für das Zugdrachenantriebssystem benötigten Komponenten unverhältnismäßig kleiner sind als bei einem Segelsystem.
Außerdem kann das Zugdrachenantriebssystem komplett unter Deck verstaut werden. Dies bringt nicht zuletzt auch Vorteile bei Lade- und Löschvorgängen.

Ein weiterer großer Unterschied zwischen diesen beiden Antriebssystemen liegt darin, dass das Zugdrachenantriebssystem im Gegensatz zum Segelsystem bei fast allen Frachtschiffen ohne großen Aufwand nachgerüstet werden kann.

Außerdem operiert ein Segel direkt über der Wasseroberfläche statt in 100 - 300m Höhe, wie es beim Zugdrachen der Fall ist. Das ist deshalb von Bedeutung, weil in größeren Höhen in der Regel um 10 - 20% stärkere und stetigere Winde vorherrschen als über der Wasseroberfläche, da die Winde über der Wasseroberfläche durch Reibung abgebremst werden. Und da der Wind in unterschiedlicher Höhe meist veränderte Richtungen aufweist, gibt es auch hier wieder die Möglichkeit, die Leistung des Antriebssystems zu optimieren, indem man den Zugdrachen im günstigsten Wind, der für den Zugdrachen erreichbar ist, arbeiten lässt.

Schließlich ist nur beim Zugdrachenantriebssystem, wie in einem der vorhergehenden Kapitel beschrieben, ein dynamischer Flug möglich.

Es lässt sich also sagen, dass das Zugdrachenantriebssystem wesentliche Vorteile gegenüber dem Segelsystem besitzt. Ob dies jedoch ausreicht, in der Frachtschifffahrt wirtschaftlich rentabel zu sein, wird im folgenden Kapitel näher erläutert.



Hier geht's zum nächsten Kapitel: Wirtschaftlichkeit des Systems





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