Ein Flettner-Rotor, der nicht rotiert

Windkrafl
EinFlettner-Rotor,
der nichtrotiert
- vorgestelltvon seinemErfinderpeterFerger
DasDigital-Segel
,,Hilfsan.D,ieZeit der segelschiffeist längst pass6.Als energiesparende
triebe" ry9-r-dqn
sege_laber auch für große Frachter wleoör diskutiert, Versuchsschiffelaufen.Manerinnertsich nichtnur der großflächigen
Tuch6egel,
sondernauch des bewährtenRotor€egels von Flettner,mittem der so-genannteMagnus-Effekt
genutztwird. Die neuestehiervonabgeleiteteEntwiöklung ist das Turbo-segel,mit dem Jacques-Yvescousteaü mitilerweileein
zweitesseegängigesFrachtschiffausgerüstethat. Die ldee zu dem nachfolgend von seinem-.Erfinder
vorgestelltenDigital-segelbasiertauf den bisher
genutztenphysikaliscten Effekten,die jedoch auf einevöllig neueArt erzeugt
werden.Der Flettner-Rotor
wird hier nur noch ,,virtuell,,beirvegt,
was zu größen technischen, wirtschaftlichen und betriebswirtschaftlic.-hen
Vorte'ilen
führt. Eine Einladungan die notleidendewerftindustrieund an alle,die den
Wind auf eleganteWeisezur Energiegewinnung
nutzenmöchten,
Die Einsicht,sich mehrden regenerierbaren,
keinenSauerstoff
verzehrenden und untoxischen
Energieressourcen zuzuwenden,
beginnt
in allengro-Nationen
ßen seefahrenden
wie?er
mehr in den Vorderqrund
zu rücken.
Schließlich
war die Alnzahlder Seoelfrachterauf den Weltmeeren- wönn
auchnurfürgeringeTonnagen- immer
größerals die der Motorschiffe.
Besonders in Japan (Usuki Pioneer),aber
auchin Ländern
wie USA,Enqland
und
Deutschland
(Dynaschiff
nacl Prölss;
sindverstärkte
Anstrengungen
erkennbar, die Volkswirtschaft
durch neue
windsegelunterstützte
Schiffezu entlasten.
So istes nlchtverwunderlich,
daßdie
f ranzösischelndustrieeine Chance
sieht,sich einentechnoloqischen
Vorsprungauf See zu sicheri, indemsie
Jacques-YvesCousteaumit seinem ' 1 9 2 6
ü b e r q u e r t eA n t o n F l e t t n e rd e n A t l a n t l km i t
neuen Zwei-Turbo-Segelschiff
,,Al- d e m v o n i h m e n t w o r f e n e nR o t o r s c hf f , , B a d e n - B a cyone"unterstützt.
Cousteau,
assistieft d e n " . D a s B i l d e n t s t a m mdt e m C o u s t e a u - L e s e von Prof.LucienMalavard
undBertrand b u c h 5 u n d w u r d ef r e u n dl c h e r w es e v o m V e r l a o
Charriervon der Universität
Pierreet K e l r C o t r a, , u V e . f L g u ^ gg e s r e L . l B u c h f ' r n w e i i
MarieCurie in Paris,hat klar erkannt, a m S c h l u ßd e s A r t i k e l s ) .
daßder vonAntonFlettnervorqezeichneteWeg,den Windmit Hilfeäesvon zu schweigen.
Bewiesen
istes aberauf
Heinrich
GustavMagnusentdeckten
Ef- jeden Fall,daß das Rotor-Segel
nach
fektesin Rotor-Segeln
zu nutzen,die Flettnereineum den Faktor10 verorögrößtenVorteilemit sichbringt.Die er- ßerndeWinderntefläche.
bezooenäuf
folgreiche Atlantiküberquerung
des diegeometrische
Projekiionsf
läöhedes
zweifachen Flettner-Rotor-Schiffes
Zylinder-Rotors,
aufweist.Freilichsind
,,Buckau" der späteren.,Baden-Baden"- mit900t Wasserverdrängung
im
Jahre1926bzw.das im Mittelmeer
mit
dreifachenFlettner-Rotor
eingesetzte
Linienschiff
mit 3000t Was,,Barbara"
serverdrängung
machtendieses einwandfrei
deutlich.
ln denmeistendeutschen
Nachschlagewerkenfindet man allerdingsnoch
die stereotypeWiederholung:
,,...der
Flettner-Rotor
hat zwar den Atlantik
überquert..., wurdeaber nichtweiterverfolgt,
weilunwirtschaftlich
..."lm Magazin der VDl-Nachrichten
vom März
1985war ein Flettner-Schiff
aboebildet
unterder Überschrift
,,Sackqasöen
der
Technik?"
Tatsacheist, daß es hierwesentlich
aufdenStandpunkt
ankommt,
wasman
als wirtschaftlichen
Maßstabannimmt;
vom Umweltschutzgesichtspunkt
ganz
D i p l . - l n g . P e t e r F e r g e r Pfättendorferstraße1I
8 0 0 0 M ü n c h e n6 0 .
damit auch Nachteileverbunden,die
aberheutevermeidbar
sind.Als solche
Nachteile
erkennen
wir:
- dasAuftreten
störender
Kreiselkräfte,
- verbunden
mitlästigenFliehkräften,
- die besonders
(VibratioUnw"uchten
nen)erzeugen
unddamit
- Festigkeitsprobleme
aufwerfenbei
r'ar
- einseitigenKrafteinleitung
über einenDrehzapfen.
- Desweiteren
ist kein schnellesAnlaufenund
- keine schnelle Drehrichtungsumsteuerung
desRotorsmöglich.
Jaques-Yves
Cousteauwußtediese
Nachteile
weitgehend
zu vermeiden.
lm
November1983überquerte
er mit seinemersten,auchnachdemMaqnus-Eftektf unktionierenden
Turbo-Se!elschiff
,,Moulinä Vent l" den Atlantik.Mitte
1985liefseinzweites,
weiterverbessertes Turbo-Segelschiff
von La
,,Alcyone"
Rochelle
zurAntlantiküberquerung
aus.
Nachden Plänendes Aluminium-KonzernsCegedur-Pechiney
waresvonder
in Lyonansässigen
FirmaPourprix
konstruiertund auf der WerftSociet6NouvelledesAtelierset Chantiers
de la Rochelle-Pallicegebaut worden. Ein
Frachter
vonmindestens
5000t mitzwei
Turbo-Segelnvon Cegedur-Pechiney
istfür dieallernächste
Zeitgeplant.- In
diesemZusammenhang
ist es interessantzu wissen,daßdas größteSegelschiff,dasje vom Stapellief,die 1911
gebaute,,France
ll" mit5806t war.Aber
auchdie Chinesenhattenum 1420bereitseineDschunke
mit3120t unterSegeln.
lm folgendenwird das gegenüber
dem FlettnerschenRotor-Seoelund
auch gegenüberdem Cousteäuschen
Turbo-Segel
verbesserteDigital-Segel
vorgestellt.
Würde der Vorschlagvon
der deutschenIndustrieaufgegriffen,
könntedamitnebenderwirtschaftlichen
W ü r d em a n d e T u c h s e g ed i e s e rD r e i m a s t b a rdku r c hD i g i t a l - S e g ee r s e t z e n b. ö t es i c h u n g e f ä h d
r i e s e rA n b l i c kd a r .
Sonnenenergie
5/86 11
Windkraft
kannauchseitlichnichtmehrabfließen'
wachsenden
im zunehmend
Entlastung
erhöhendie QuerDieseEndscheiben
ein umweltfreundliches
Freizeitbe-reich
des FlettnerGüte
die
somit
kraft
und
Zeichen gesetzt werden. Ganz zu
Rotors.
von den sonstigenMöglichschweiqen
sollnicht
Auchbei dem Digital-Segel
keiten.äen Windzur EnergiebereitstelEndscheiben
dieser
Einsatz
den
auf
Konverangepaßte
lungdurchÜberaus
werden;nur rotierensie hier
verzichtet
terzu nutzen.
Diefestwie der ,,Rotor".
wenig
ebenso
erbringtseinenEfDas Diqital-Seqel
sind gleicherrotierendeLufl
Endscheiben
stehenden
dafekt nichiwie beim Flettner-Rotor
maßenmiteinernachderZylinderachse
durch,daßeinvomWindangeströmter, B e z o o e n a u f s e t n e Q u e r s c h n i t t s f l ä c heen t s p r l c n t hin orientierten,
eine ErhebungprodudurchMitnahme d i e W i n d e r n t e f l ä c heei n e s F l e t t n e r - R o t o rdse r e r rotierender Zylinder
piezoelektrischen
oder pyzierenden
in- n e s z e h n m a ls o g r o ß e nT u c h s e g e l s
Grenzschicht
der oberflächenhahen
magnetostriktiven
oder
roelektriscfren
Manan seiner,,rauhen"
foloeReibunq
Folie bzw. Lamelle,einer Pneumatik
die Umluftim Kreisemit- telfläche nachbarlich angeordnete odereinemParallel-Spreiz-Stromdrah
tetöOerttacfre
eines
während
sich
die
Drahtoaare,
drehenläßt.Vielmehrerhebensichauf
Wind-Elektroin gleicherStrom- Paar oder elektrischen
d e rO b e r f l ä c heei n e sf e s t s t e h e n d e n Stronidurchganges
Anordnungau9
in sektorförmiger
den
entlervoneinander
durchflußrichtung
Zvlinders der auchvorteilhafterweise
ein Wanderfeld
geschlos- nen (soreizen)ünd so eine Erhebung oerüstet.Sie erzeugen
einevomKreisabweichende,
auf
Umlaufgeschwindigke-it
der
änalog
ihrerdie
bewirken,
haben auf dbi Oberfläche
sene Leitkurve(Grundfläche)
auf den
auch
Z-vlinderoberfläche
der
kann.
umlaufen
wieder
Be- seits
Abständen
kann- in regelmäßigen
bietet sich Endscheiben.
- digitalen
zirke der Eizeugenden(Mantellinien) Bei trockenenWindeneines
Mitdieserschrittweisen
rotieErzeugung
zur
schließlich
etwasÜberihrenormale1zykurzfristiq
feststehenaufeinem
renden Luftfeldesnach Magnus bei Umluftbewegung
läche.Diese,,Mantellinienlinder)-Oberf
den Zvlindeimit festen Endscheiben
d
i
e
n
o
c
h
Z
Y
l
i
n
d
e
r
f
e
s
t
s
t
e
h
e
n
d
e
m
quasr
Wellenberge
bilden
Erheliungen"
wirkenden sind alle Vortelledes Flettner-Rotors
be- Methodedes kontinuierlich
wennnacheinander
undvermögen,
sindauf oeoeben,ohne iedochdessenNachHier
Windes"an.
werden, ..elektrischen
aktiviefi
Mantellinien
nachbafie
die zehnlaieiie. Hat ein Fleitner-Rotor
Zylindermantelfläche
oleich einer wanderndenWelle fort- äer isolierenden
wie
Auftriebskonstante
oder
Querche
in
einer
borstenartige
Dadurchwer- viele kleine,
öchreitendumzulaufen.
nicht
natürlich
das
ergibt
so
Segel,
ein
längsdes ZylinderumfanLuftmoleküle Orientierung
dendieoberflächennahen
benöVielmehr
Leistung.
Surfernzum oes qeboqene und sich Paarweise diezeh-nfache
wellenreitenden
oleichsam
qleichem
Windquerschnitt
bei
man
tiot
angeElektroden
ge- öeqe-niroeistehende
Richtung
Ümlaufin diegewÜnschte
Auf6ra1nt;die eine Elektrodeist jeweils nür den zehritenTerlder aktiven
zwunqen.
Das VerKonverters.
des
triebsfläche
Gegenelekdie
und
Mantellinien-Er-spitzauslaufend
Diele aktivierbaren
zu Lei. An den Elektroden hältnisvon Materialaufwand
hebunqenkönnendurchauf die Ober- tiode stumPf
kanndieWirMan
optimaler.
wird
stunq
Spanhohes
dauerndes,
ein
in Formvon Man- herrscht
flächeäesZvlinders
alseine
des Digital-Segels
kung-sfläche
aufge- nungspotential.
oder-Lamellen
tellinien-Streifen
(pyroelektribrachte piezoelektrische
sche) Folien aus Polyvinylidenfluorid
(PVÖF)erzeugtwerden.Diepiezoelekoder Lamellen
irischehFolienstreifen
bewerden durch heute hinlänglich
ähnGeneratoren
kannteelektronische
in einerKatholrchderZeilenablenkung
' denstrahlröhrenacheinanderfortlau- Y/ind
Richtungim
fend in der gewünschten
aktivieoder gegenden Uhrz-eigersinn
rend-aiqesteued.Ein velourartiger
der FoHaarbela!auf der Perlpherie
kanndie Wirkungeventuell
lienstreife-n
nochverstärken.
DieFolienunterdemHandelsnamen
..Solef"wurden vom Zentrallaboratoiium der FirmaSolvic& Cie.,Brüssel, D a sD i g i t a l - s e g el li e ß es i c ht e c h n i s c ha u f v e r s c h i e d e n we e i s e n r e a l l s i e r e nl m m e rk o m m te s d a r a u la n ' h r entwickeltund werdenvon den Deut- Ä " 0 * d " n d e r " M a n t e l l i ndi ee s F l e t t n e r - R o t o rds e, r h i e r n i c h tm e h r r o t i e r t n' a c h en a n d e rz t ra k t l v i e9r e0nGS' rt aa tdt
GmbH,Solin-g-en,d e s Z y l i n d e r sr o t l e r e nl \ 4 a n t el l n l e n e r h e b u n g e nD.i eV o r t r i e b s k r ae{ tn t s t e h tu n t e re l n e mw i n k e lv o n
schenSolvay-Werken
(bis200m z u r W i n d a n s t r ö m r i c h t u nDga. sr e c h t eB i l dz ; i g t b o r s t e n a r t i gEel e k t r o d e an m Z y l i n d e r u m f a n gd ,i e b e l t r o c k e Maßstab
in oroßtechnlschem
von n e r L u f te l n e n, , e l e k t r i s c h W
Schutz
als
e nr n d "e r z e u g e n
Lä-nge,beispielsweise
gegenMeeresbewuchs)
Scfrittskorpern
be(virtuelle)
Segelfläche
mÜssendie unsichtbare
Zur Richtunqsumkehr
bereitqestellt.
Materienichtz'8. aus
deren
trachten,
in
Spitze-Stumpf
Elektrodenpaar-ungen
Der-oleicheEffektder Mantellinienaus einemLuftdruck
Orientierung Dakron,sondern
gegensätzlicher
ErhebuiqkannaberauchdurchdieMaß- doppelter,
das - unddasistauchneu
besteht,
feld
entspreDie
werden.
voioesehen
Lamellen
änderun[von Streifenoder
- ohne eine TrägheitberÜcksichtige
Polaritäts-und Elektrodenpaarmagneto- cne-nde
aus dem korrosionsfesten
veränmüssen,inSekundenschnelle
zu
LuftumlaufstriktivenMaterialbzw. aus Memory- wahl entsorichtdann dem den elektri- dert werden kann. Damit sind eine
durch
hervorqeruten
sinn,
wie
Leoierunqen(elektro-thermisch).
undein unmittelba
zwingt,um idealeRegelbarkeit
sie"die FirmenKruPPin Essen oder schenWind,der die Umluft
res Ansplechenauch auf geringste
Der
eig-entlirotieren.
zu
Zylinder
den
erzeugt
anbieten'
Ravchemin MÜnchen
gegeben.Man halte
Nutz- Windströmungen
halbersei che,aüfdenZylinderauftreffende
weiden.Der Vollständigkeit
Am
das bedeutet:
was
Augeh,
vor
sich
dazu senkrechte
erwähnt,daß auch alle anderenbe- wind bewirktd-anndie
Windenerst
bei
schwachen
muß
Seoel
Maqnus-Kraftwirkung.
Effekte,die eikanntenphysikalischen
werdendas Tuch gebauscht
Fall,daßan bei- ein-mal
ner fortiauiendenMantellinien-Erhe- Wicntioist in iedem
(Windmühlen)-Konverter
muß bei
wie ein
werdenkön- den Enden de's Flettner-Rotors,
sind.genutzt
bunqdienlich
hochgeeinmal
erst
Winden
schwachen
mitlaufende
eine
längs Prandtl klarstellte,
zählenbeispielsweise
nen]Hierzu
werden.
fahren
Schläuche, Endscheibeangebrachtwird. Diese
angeordnete
derMantellinie
Hinzukommt,daßalle Problememit
der
sichgegenüber
verhalfen
äktiviertwerden.Fer- Scheiben
die pneumatisch
Festigkeit(Krafteinleiturg
der
aber
-Über
neutral,verhindern
ner'oarallelin Kunststoffeingebettete Windströmunq
werden.DerZylinhinfäilig
Drehzapfen)
Reibungl
(seitliche
Leistungdabfall
den
weg radialnach
(vomZvlinderzentrum
prismati
hin; die Luft der (oder 6in vorteilnafterer
äußenlesehen),auf der Zylinderman-der Luft naclhden Enden
5/86
12 Sonnenenergie
Windkraft
scher Körper mit noch optimalerer
Grundfläche)
kannleicht,hohl,ausqeschäumtoderin Gitterinnenstruktur
äus
CFKoderähnlichem
festangelenkt
und
wenn nötigabgespannt
werden.Es ist
möglich.
diedigitale
Umfangsgeschwin- solltesichdasalsgünstigherdrgKert
ausstellen- auf der Lee- bzw.-LuvSeiteunabhängig
vonernanoer
zu variieren. Dabei geht jede Anpassuno,
durchSensorenveranlaßt,
sofortohn-e
jedesGeräusch
undelektronisch
vollzogenvonstatten.
Zusammenfassung
DasDigital-Segel
erbringt
eineKraft,die
etwazehnmalso großistwiedieamflächengleichen
Tuchseqel.
Das Diqital-Man
Segelist sturm-und böensicher.
kannsogardenSturmausnützen,
währendein anderesSegelgerefftwerden
müßte.ReffenbedeüteibeimDigitatSegelabernur,,ausschalten".
Andärerseits könnenbereitsgeringsteWinde
genütztwerden.Von Sturmbis Windstilleist das Digital-Segel
optimalanpaßbar.Da sein Flächenschwerpunkt
sehrnied.rig
üb^er
der Wasserlinie'liegt,
kannbeijederSchräglage
ohneGefa-hr
getahrenwerden;Krängungstelltkein
Problemdar.BeiVerwendung
vonzwei K a t a m a r a nM o u i n
n d m ü he ) v o n J a q u e sY v e sC o u s t e a ud, e m w e l t b e k a n n t ef rna n z ö s i s c h e n
Digital-Segeln
kanndas Sch'iffauf der M e e r e s f o r,s.c h eSr ' t aat tVv oennet "n( W
e m T u c h s e g ew
l
Stelledrehen;das bedeutetManöveri- l v a g n u s e f f e ket r z e u g tw r c r .D a s B r d e n t s t a n dirrdnds ae spSt ecrhnibf fveorr n9e8 3n e m F e t t n e r - R o t oür l l e r r a g tm, r td e m d e r
v o r d e r K ü s t ev o n r \ , 4 a r s e .r r d o a - B i l d
erfähigkeit
aufengstemRaumin kürzesterZeitundohneteureMenschenkraft. Es ließensichnocheineFülleweitechen.DieserMagnus-Umkehr-Effekt
ist
Umsteuernder digitalenUmlaufbewe- rer Anwendungsmöglichkeiten
änqe- leiderkaumbekannt.
In Verbinduno
mit
gqnge1möglicht
schtagartig
Rückwärts- ben.So etwafür eineErscheinuno.
äie
demDigital-Segel
könnteer in Winäkafahrt.Die Decksaufbauten
könnenoe- 1925_inGöttingenentdecktwurdö,als nälen
oderauchzurEnergiegewinnung
genübereinerAusrüstung
mit Tuchöe- der Flettner-Rotor
in der Aerodvnami- in Manteldüsen
interessant
werden.
gelnfreizügiger
f ür Ladegüt,
Kräneoder schenVersuchsanstalt
- so altsinddie
lstdasDigital-Segel
erst
einmal
etabauch nur zum Sonnenbaden
genutzt notwendigen
Systemanalysen
schon_
Irert.wurdedie Technikdes aktiven_
weroen.
vermessen
wurde:Machtmanden Ro- digitalen- Fortschreitens
einerOberVorzügedes torortsfest,
so daßseineeuerkraftnicht f lächenkontur
^.All pr-ehiergenannten
auch bei Fluqzeuoen
Digital-Segels
können natürlichqlei- wrrKsam
werdenkann,so hat das zur (Luftschiffen)
und Wasserfah-rzeuöen
chermaßen
auchfüreinenwindmüh-len-Folge,daßdieanströmende
Luftum90 nochnichtabzusehende
Anwendunäs_
artigen Konverterzur Energiegewin- Gradundmehrabgelenkt
wird,ohneda- möglichkeiten
eröff
nen.
nunggenützt
werden.
Eswürdealsoein bei merklichan Leistungzu verbrauWindkraft-Nutzgerät
entstehen, das
sturmsicher
und vom geringstenLuft- B u ch hinweis
Nachrichten
hauchan einsetzbar
istunddurchbloße
DasBildvondemRotorschiff
elektronische
Regelung
,,Baden- Stationender norwegischenFerngleichsam
eine Baden"
auf Seite11 entstammt
dem meldebehörde
Windkraftübersetzung
in unwegsamen
eingebauthätte.
undweWennmanausderTheoriederWindrä- Band 5 der Cousteau-Umweltlesebünigerschlossenen
Gebieten
sollenuber
zu_ Windmühlenmit Strom versororwerder zur Kenntnisnimmt,welchepro- cher,derensiebenin einerKassette
sind. Sie eignensich den.DieStandard
blemees aufwirft,zu den Generatoren sammengefaßt
Telefonoq Kaielfabzum Schmöiernund rikA/ShatzudiesemZweckäine
die entsprechenden
Getriebezu finden gleichermaßen
ameriAlleBeiträge.
abwechs- kanische
und andere Parameteroptimalanzu- Nachschlagen.
Windkraftanlage,
die 3 kW leilungsrerch
gemischt,
sind leichtver_ stet.für norwegische
passen,
wirdklar,daßauchdiemitdem
Verhältnisse
mogeschrieben
undteilweie
Digital-Segel
illu- oflzrert.
verbundenen
wirtschaftli- ständlich
chen Vorteilenahelegen.sich einge- striert.Zahlreicheeuerverweisever_
Die staatliche
turkischeElektrizitätsknüpfendie einzelnenBände,deren
nenoeroamrtzu belasssen.
gesellschaft
TürkiyeElektrikKurumu
Sach-und Namensregister.
Die ersten
hatbei einemitalienischen
FirmenkonHandesind einer Bestandsaufnahme
unseresgefährdetenplanetenqewid_ sortiumeinenzweitenMaschinensatz
KraftwerkKizilmet, die letztendrei wollen,,Chäncen für das geothermische
Literatur
ProvinzDenizli
fürdieZukunft'aufzeiqen.
Dabeiwech- dere in der ägäischen
bestellt.
FelixvonKönig
seln Rückblicke
auf Erfindungen
und
vom Flettnerrotor"
,,Windkraft
Entdeckungen
mit Berichten
Kraftstoff
ü6erneuausAlgensindfürdasameUdoPfriemerVerlag,
München,
1980
z e i t l i c h e . B e m ü h u nugm
e nm e n s c h e n - rikanische
SolarEnerqvResearch
Instirreunottcneund umweltschonendetute(SERI)keineUtopi'e.
HeinzWeissenberoer
tmJahre2000
einander
ab.Diein derKas- könnteer für 60 bis85 Dollarie Barrel
,,DerTauchermitdämTurbo-Seoler,, Techniken
setteversammelten
siebenBücherdürf_ verfügbarsein.Für die Mikrdorqanisder
technik,
Hairburg
;
llg9Oy-.qgqzin
tenjedeni.nspirieren.
derdengesamten menwürdemanlediglich
Heft7 / 1985
flachesiand,
rrorscnen
Lebensraum
im Augebehal- großeMengenan Salzwasser,
SonnenPeterFeroer
ten möchteund allen Menscheneine lichtundeinenNährstoff
pebenötigen.
,,Windkon-verter"
preis
bewohnbare
Weltwünscht.
troleumähnliche
Verbindungen
der
ließen
DeutschePatentanmeldung
P 36 27 Kassettemit zusammen1500Seiten: sichaus gespeicherten
Lipidengewin532.8vom13.8. 86
DM98,-; Verlag:
Ktett-Cotta.
nen,heißtes.
Sonnenenergie
5/86 13