Machbarkeitsstudien

Zusammenfassung der Testergebnisse aus Sicht der HEIG-VD (April 24):

• Grundsätzlich bietet die Kombination zweier nachhaltiger Energieressourcen (wie Sonne & Wind) in einem Element wie dem SOLARRIG, das den direkten Antrieb durch Windkraft und die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie für den Antrieb und die Bordsysteme folgende Vorteile gegenüber «Nur Segel» resp. «Nur Solarzellen»:
  A) da die kippende und neigende Struktur praktisch jede benötigte Konfiguration für herkömmliches Segeln bietet,
  B) während sie gleichzeitig die Energie der Sonne auch bei flachem Einfallswinkel nutzt (und am Ankerplatz oder im Hafen Schatten spendet und weiterhin Solarenergie einfängt)
  C) aufgrund ihres Winkels auch für Auftrieb sorgt, um den Verdrängungswiderstand zu verringern. Dies minimiert das übliche Einsinken des Bugs bei hohen Wellen und erhöht damit die Sicherheit.
• Diese Segelform als Krabbenklaue kombiniert mit modernster Technologie ist dabei der beste Kompromiss, um die Windkraft in Vortrieb und die Solarenergie in Strom umzuwandeln. Diese im Südpazifik traditionelle Form ist besonders effizient, da die Luftturbulenzen in der Nähe des Bootes weniger störend sind und der Wind im oberen Bereich einen umso effektiveren Antrieb und auch Auftrieb ermöglicht. Es braucht also weniger Segelfläche >> weniger Material >> weniger Verschleiss.

Effizienz:

• Mit 25 kn Vorwind bietet das SOLARRIG mehr als doppelt so viel Leistung wie herkömmliche Elektromotoren: d.h. die Simulationen zeigen eine äquivalente SOLARRIG-Leistung zwischen 7,5 und 9 kW aus den Konfigurationen. Da das Boot bei 5 kn nur 2,5-kW Motorenleistung braucht, liegt der äquivalente Vorwärtsschub bei einer Windgeschwindigkeit von 25kn und einer Bootsgeschwindigkeit von 5kn zwischen 7,5 und 9 kW.

Optimierung:

• Betrachtet man die vorherrschenden Winde hängt die Effizienz von der Krümmung des Flügels ab: je höher die Segelkrümmung, desto höher der Wirkungsgrad. Nach den vorläufigen Simulationen liegt das Optimum bei 8%. Screenshot der optimalen Flügelkrümmung.
• Ein zweites Element, das berücksichtigt werden muss, ist der «Spielraum», der in der Simulation als 0 angesehen wird, als ob das Boot auf Schienen fahren würde, was nicht realistisch ist. Das bedeutet, der Katamaran braucht wie jeder Segelkatamaran zwei Kiele, um der Abdrift entgegen zu wirken. Dadurch wird ein Teil der Seitwärtsenergie in Vortrieb umgewandelt.

Grenzen:

• Die Grenzen dieses Konzepts ergeben sich aus der Bootsgeometrie in Bezug auf Größe und Topologie. Bei grösseren Schiffen werden allenfalls mehrere SOLARRIG hintereinander montiert, statt eines sehr grossen, schweren Segels.
• Dies soll mittels der Konfigurationssoftware (= Konfigurator) und der Steuerungs- und Alarmierungssoftware (= Informator und digitaler Zwilling) für x-welche Schiffe erarbeitet werden.

Nachteile:

• Konzeptionell gibt es keine Nachteile, dies ist das Beste aus beiden Welten, wobei ein Element (SOLARRIG) für die Energiegewinnung und den Antrieb verwendet wird.

Proof of Concept:

• Der SUNsation 52-Katamaran mit den geplanten Testfahrten auf dem Mittelmeer und über den Atlantik ist für einen Proof of Concept eine großartige Plattform, die als Zwischengröße zwischen Superyachten (80+ Fuß) und dem Markt für Katamarane von 30 bis 45 Fuß installiert und getestet werden kann.