Fähren fahren künftig mit Druckluftmotoren

Konzept der Universität von Schardscha soll umweltneutral und effektiver als Elektroantriebe sein

Personenfähre: In Nahost fahren sie künftig mit Druckluftantrieb (Foto: sarangib, pixabay.com)

Schardscha (pte009/16.09.2024/11:30)

Fährschiffe, die nur kurze Entfernungen überbrücken müssen, werden künftig von Druckluftmotoren von Forschern der Universität von Schardscha angetrieben. Sie sollen als umweltverträgliche Alternative Dieselmotoren ersetzen, die heute bevorzugte Antriebe für Fähren sind. Druckluftmotoren haben eine höhere Leistungsdichte als Elektromotoren, die ebenfalls als Antriebe infrage kommen, und die Drucklufttanks sind weitaus leichter als Batterien, die die gleiche Reichweite ermöglichen. Außerdem sind Druckluftmotoren äußerst robust und wartungsarm.

Luft in kurzer Zeit "tankbar"

"Ein pneumatisches System ist sowohl aus wirtschaftlicher als auch aus energieeffizienter Sicht praktikabler als ein elektrisches", so Entwickler Ramakrishnan Ramasubramanian. Die Luft werde typischerweise unter einem Druck von sieben Bar gespeichert. Das sei gut dreimal mehr als in einem Pkw-Reifen. Es bedeutet, dass die Tanks relativ dünnwandig sein können und sich binnen kurzer Zeit befüllen lassen.

Die Zeit, in der eine Fähre am Anleger liegt, damit Passagiere und Fahrzeuge von Bord gehen und neue eingeladen werden, reicht laut den Experten aus, um genügend Luft für die nächste Etappe zu "tanken". Die Kompressoren sollen mit grünem Strom aus Wind- und Solarkraftwerken angetrieben werden. Noch ungelöst ist die Nutzung der großen Wärmemengen, die beim Komprimieren entsteht. Die Kälte, die sich entwickelt, wenn die Luft wieder entspannt, könnte allerdings zur Klimatisierung der Fähren genutzt werden.

Luft und Strom auf Prüfstand

Zunächst haben die Forscher einen Druckluft- und einen Elektromotor auf einem Prüfstand getestet, um die Schubkräfte zu vergleichen. In einer Lebenszyklusanalyse analysierten sie die Umweltauswirkungen und den Energieverbrauch beider Antriebssysteme, wobei sie der Reduzierung der CO2-Emissionen besondere Aufmerksamkeit schenkten.

Laut dem Team "haben die Versuchsergebnisse bewiesen, dass Druckluft in Bezug auf Umweltfreundlichkeit, Effektivität und Nachhaltigkeit eine effektive Alternative zu Elektromotoren darstellt. Das pneumatische System lieferte eine um sechs Prozent höhere Antriebskraft".

Druckluftmotoren haben, wie Verbrennungsmaschinen Zylinder, in denen sich Kolben bewegen, die ihren Rhythmus über ein Pleuel in Rotation umsetzen. Sie können auch als Turbinen ausgebildet sein, vergleichbar denen in Gaskraftwerken oder den Antrieben von Flugzeugen.

Elektrofähren, wie sie beispielsweise in Skandinavien schon fahren, sind für Entfernungen von bis zu 50 Kilometern ausgelegt. Ähnlich ist es bei Schiffen mit Druckluftmotoren. Das reicht für eine Vielzahl von Anwendungen im küstennahen Bereich oder zur Überwindung von Fjorden, so die Wissenschaftler abschließend.

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