Andere elektrische Fahrzeuge

Elektrozüge

Schon sehr früher Einsatz im Industriebereich sowie unter Tage u.ä.m., dazu elektrische Straßenbahnen und inzwischen weltweit verbreiteter elektrischer Schienenverkehr. Dieser Sonderfall einer großtechnischen Umsetzung bei Eisenbahnen und elektrischen Verkehrsmitteln wie U- oder S-Bahnen sowie Oberleitungsbussen ist durch die Stromversorgung mittels Oberleitungen oder Stromschienen bedingt. Ich werde dieses Segment hier jedoch nicht weiter vertiefen.

Als Ausnahme verweise ich auf das Konzept ‚UltraLight Rail for Santa Cruz’ hin, da es sich hierbei um den Plan eines solarbetriebenen schienenbasierten Nahverkehrssystems handelt.

Sowie auf die kleine ‚Solarbahn’ des ELSE-Teams um Ulrich Ottensmeyer, welche die Bahn schon häufig auf Solarfesten vorgeführt haben.

Elektro- und Solarschiffe (1838 – 1999)

Die lange Geschichte der Elektro-Boote und -Schiffe möchte ich durch einige Highlights illustrieren:

Bereits 1838 experimentiert Professor Moritz Jacobi in Rußland mit einem elektrisch angetrieben Schaufelradboot.

Zur Weltausstellung 1883 in Wien wird ein Elektroschiff für 45 Passagiere vorgestellt.

1888 geht die ‚Viscountess Bury’ in Dienst, ein E-Boot für 84 Passagiere. Im gleichen Jahr ordert das Chinesische Kaiserreich 15m lange E-Boote, die 18 km/h schnell sind, um mit dieser Überlegenheit den Opiumhändlern das Handwerk zu legen.

1892/93 übernehmen 55 Exemplare der 11 m langen E-Boote der Electric Launch Co. (Elco) den Transport von mehr als einer Million Besucher auf der Weltausstellung in Chicago – und legen dabei ohne eine einzige Panne über 200.000 Meilen zurück. Außerdem fahren sie 300.000 $ Gewinn ein.

1903 werden von Elco in New Jersey 250 E-Boote zwischen 5,5 und 12 m Länge ausgeliefert. Kunden sind unter anderem das englische Königshaus, Zar Nikolaus II, Großherzog Alexander von Rußland, Thomas Edison, George Westinghouse, Baron Rothschild und JJ Astor.
Am 07.04.1913 läuft das erste elektrisch betriebene Schiff der US Navy vom Stapel, die ‚U.S.S. Jupiter’.

Doch 1920 naht das Ende des Elektroantriebs mit der Entwicklung leichter und einfach zu betankender Benzinmotoren. Qualm und Rauch kümmern dabei niemand…

Die deutschen U-Boote vom Typ ‚XXI Elektroboot’ kommen zu spät, um den 2. Weltkrieg noch entscheidend beeinflussen zu können – doch technisch revolutionierten sie diese Waffengattung. Es wird zwar tatsächlich noch mit dem Bau von 120 Stück der 76,7 m langen U-Boote mit einer Wasserverdrängung von 1.819 t (getaucht) begonnen, doch in Betrieb genommen werden am 19.04.1944 nur zwei davon. Die mit drei Bänken von jeweils 124 Batterie-Zellen bestückten Boote erreichten unter Wasser eine Geschwindigkeit von 17,2 Knoten.

Im folgenden gebe ich einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik.

Im Grunde nimmt das Interesse an E-Booten erst Anfang der 1980er wieder zu, jetzt motiviert durch den Gedanken an den Umweltschutz. 1982 wird die Electric Boat Association (EBA) gegründet. Doch es gibt einige Firmen, die zu diesem Zeitpunkt schon mehrere Jahre Erfahrung vorweisen könne.

Die Bootswerft Heistracher beispielsweise, mit Standort am Chiemsee in Bayern, baut bereits seit 1957 Motorboote mit Elektroantrieb, als am Chiemsee die Genehmigungen für Motorboote beschränkt wurde. Die Motoren der Boote wurden mit der Zeit immer stärker, von anfänglich 300 W auf inzwischen ca. 4 kW. Nachdem Mitte der 90er Jahre dann zuverlässige elektronische Steuerungen verfügbar wurden, stiegen die Leistungen weiter an – bis auf heute ca. 50 kW. Die 8,20 m langen Boote wiegen mitsamt ihren Bleiakkus 1,4 t und sind 18 km/h schnell. Die neuen Modelle werden nun auch mit Lithiumbatterien ausgerüstet, die allerdings noch immer merklich teurer sind. In Verbindung mit dem Kohlefaser-Leichtbau der Boote kommt man damit allerdings auch in sehr viel höhere Geschwindigkeitsbereiche.

Auch die Schweizer Boesch Motorboot AG am Zürichsee rüstet Sportboote auf Wunsch mit Elektromotoren und Lithium-Polymer-Batterien aus, wie sie normalerweise für Handys genutzt werden. Der 50 kW leistenden Kräutler Drehstrommotor ist dabei so effektiv, daß das Elektroboot als Zugfahrzeug für Wasserskiläufer genutzt werden kann. 12.000 Handy-Akkus aus asiatischer Produktion, die zu 12 Batteriebänken mit 252 V zusammengefasst sind, speichern beim 6,50 m langen ‚Boesch Electric Power 620’ eine Kapazität von 120 Amperestunden. Der für vier Jahre Lebensdauer garantierte Batteriesatz kostet rund 40.000 €, und bislang haben über zehn Eigner ein 620er oder das kleinere, knapp 5,70 m lange Elektroboot ‚560’ gekauft.

Schon 1970 installiert der 16-jährige Marshall ‚Duffy’ Duffield auf Vorschlag eines Freundes den Elektromotor eines Golf-Carts in das Boot seines Vaters, um sich die Mühsal mit dem immer wieder ausfallenden Benzinmotor vom Hals zu schaffen.

Als Jahre später der damalige Präsident der Trojan Batterie Co. Ray Godber auf das (mit Trojan-Batterien ausgestattete) Boot aufmerksam wird, finanziert er sofort den Bau eines Prototypen mit neuem Design. Seit 1998 hat die Duffy Electric Boat Co. in Adenalto, Kalifornien, gemeinsam mit die Trojan Batterie Co. über 3.000 Elektroboote für den kalifornischen Markt in Orange County, aber auch für Kanada, Mexiko, Europa und Fernost gebaut. Die sieben Modelle reichen von dem kleinen ‚Duffy Cat 18’ bis zu Booten der Aquabus-Größe, die Länge variiert zwischen 4,20 m und 6,30 m. Alle Schiffe besitzen speziell für den Einsatz auf See entwickelte 5 PS Elektromotoren von Advanced DC Motors, die eine Geschwindigkeit von gut 10 km/h erlauben, und sind mit 6, 8 oder 12 Batterien ausgestattet. Bei einer Geschwindigkeit von 6,5 km/h beträgt die Reichweite 8 Stunden. Zur Vermeidung von elektrolytischer Korrosionseffekten wird die Edelstahlschraube über einen Riemen angetrieben.

Das möglicherweise erste ‚richtige’ Solarboot hat bereits 1983 der Erfinder Heinz Hayn gebaut. Drei Jahre später fährt er mit seinem solarbetriebenen Katamaran den Nil hoch – 1.000 km weit. Als ich ihn 2005 kennen lerne, arbeitet er gerade an einem Wasserstoffantrieb für Boote.

Bei Solarbooten handelt es sich ja ebenfalls um Elektroboote – die nur zusätzlich noch ein unabhängiges, sauberes und geräuschloses Kraftwerk mit sich führen, das ihre Akkumulatoren stetig mit kostenloser Energie von der Sonne auflädt.

Ein besonderes Elektroschiff ist die ‚Vaporetto Elettrico E-1’ in Venedig. Das 1989 in Betrieb genommene Schiff ist 23 m lang, 4,6 m breit, wiegt 35 t und bietet Raum für 208 Passagiere. Aufgrund der langen Ladezeiten wird es jedoch drei Jahre nach Inbetriebnahme wieder ausgemustert.

Ebenfalls 1989 fährt Lady Fiona, Countess of Arran, im Alter von 71 Jahren, einen Geschwindigkeitsweltrekord für E-Boote: 81,83 km/h – er bis heute ungeschlagen! (Stand: 2004).

1989 beginnt auch die Firma Systec in Spay am Rhein mit Unterstützung des BMFT die Entwicklung – und ab 1991 den Bau des ‚ersten serienmäßig hergestellten’ Solarboots auf einer Bootswerft in Bad Zwischenahn. Der 7 m lange ‚Solist’ ist mit 9 m² Solarzellen und einem 3 PS Elektromotor bestückt, was eine Geschwindigkeit von 10 km/h erlaubt; er bietet Platz für 4 bis 6 Personen und soll für 120.000 – 140.000 DM angeboten werden. Die Ladezeit der Batterien beträgt allerdings 2 Tage, vermutlich mit ein Grund, daß es mit der Serie dann anscheinend doch nichts wurde, obwohl das Boot 1992 verschiedentlich auf Probefahrten vorgestellt wird.

Im September wird am Berliner Pichelssee das Solarboot ‚Anna’ getauft, das bereits vor zwei Jahren von der Bootsbaufirma Adlung & Kaiser auf Kiel gelegt worden war. Auf dem Dach des Bootes für 10 – 12 Personen befinden sich 20 Solarpaneele mit insgesamt 1 kW Leistung, die Batterie alleine läßt einen Wasserweg von 60 km zu. Von den Baukosten von 100.000 DM entfallen 14.000 auf die Solarzellen. Das BMFT stiftet einen Datenlogger, um günstig an Erfahrungswerte zu kommen.

Zu dieser Zeit fährt auch über den Bodensee schon ein Solarboot – die 7,2 m lange ‚Korona’ von Christian Schaffrin, die bis zu 6 Personen befördern kann und deren knapp 10 m² Solarzellen einen 3 PS Motor versorgen, der das Boot bis zu einer Geschwindigkeit von 12 km/h antreiben kann. Die Batterien erlauben eine Reichweite bis 70 km, bei Sonnenschein ist die Reichweite prinzipiell unbegrenzt. Die ‚Korona’ hatte schon 1988 die erste Solarboot-Regatta auf dem Neuenburger See in der Schweiz gewonnen. Der Entwickler erwartet, noch in diesem Jahr mit einer nach seinen Erkenntnissen gebauten 100.000 DM Solaryacht in Serie gehen zu können.

1993 wird die 1. deutsche Solarboot-Meisterschaft durchgeführt, bei der Thomas Meyer mit seinem Berliner Kanu ‚Carl’ alle Rennen gewinnt.

Ebenfalls ab 1993 fördert die Bundesstiftung Umwelt mit über 1,2 Mio. DM eine Umweltinformationskampagne zum Thema ‚Tourismus und Wassersport am Bodensee’ – bei der für Solarboote geworben wird. Im selben Jahr beginnt der 1991 gegründete Verein zur Förderung von Solartechnik im Wassersport- und Freizeitbereich Berlin-Köpenick e.V. mit den Vorarbeiten zum Bau einer Solarstrom-Tankstelle für Solarboote, die dann 1995 als ‚Weltneuheit im Rahmen der Weltklimakonferenz’ im (sehr abgelegenen) Strandbad Wendenschloß mit ihrem Betrieb als Vermietstation für 20 Solarboote mit 2 oder 8 Sitzen beginnt – allerdings nur zwei Jahre lang. Noch später wird daraus der ‚Solarpavillon Köpenick’ (s.u.).

1993 findet auch zum ersten Mal eine Solarboot-Europameisterschaft statt.

Die ersten kommerziellen Solarschiffe werden 1995 von MW-Line im schweizerischen Yverdon gebaut. Die 8,5 m langen ‚Solifleur’ und die ‚Chlorophylle’ sind jeweils für 12 Personen angelegt, haben einen 824 W Solargenerator sowie einen 4 kW Motor, und werden von Pro Natura für Touren über den See von Neuchatel genutzt. Ihre Batteriereichweite beträgt 3,5 h bei einer Fahrtgeschwindigkeit von 10 km/h. Später bekommen die Schiffe die Bezeichnung ‚Aquabus 850’, und MW-Line baut weitere drei Stück vom Modell ‚Aquabus 1050’ (s.u.) für den Genfer See, die jeweils 25 Passagiere befördern können. Sie sind seit 1999 dort im Einsatz, ein viertes Boot in Milano. Das Unternehmen elektrifiziert allerdings auch andere Schiffe, wie beispielsweise die 20 m lange ,Bécassine’.

Ende 1995 wird in Venedig auf dem Canal Grande das erste mit Sonnenenergie betriebene Vaporetto in Betrieb genommen. Diesmal folgt anscheinend keine schnelle Ausmusterung wie beim elektrischen Vorgänger.

Am 20. März 1996 startet der Japaner Kenichi Horie mit seinem Solarboot ‚Malt’s Mermaid’ im ecuadorianischen Hafen Salinas – und erreicht nach 183 Tagen Ende August wohlbehalten Tokio. Die Solarzellenpaneele liefern 1,5 kW an die Nickel-Wasserstoff-Batterien, die wiederum das Boot antreiben und Kühlschrank, Videokamera und Funkgerät versorgen. Das Boot selbst besteht teilweise aus 27.000 leeren Bierdosen – ein klarer Hinweis auf den Hauptsponsor, einen Bierhändler. Horie hatte schon 1964 unter dem Titel Kodoku – Sailing alone across the Pacific den Erfahrungsbericht seiner ersten Überquerung 1962 veröffentlicht, 1999 fährt er dann mit der aus recycelten Bierfässern bestehende ‚Malt’s Mermaid II’ von San Fransisco aus nach Japan – und 2002 mit der ‚Malt’s Mermaid III’ wieder retour.

Der erste speziell für den Solarbetrieb komplett neu entwickelte Boot wird erstmals 1997 von der Sulzer Kopf AG vorgestellt. Das futuristische Design der ‚Ra 31’ begeistert – auch wenn es eindeutig ein ‚Schönwetter-Boot’ ist. Ich komme etwas weiter unten noch auf die gesamte Produktpalette des Unternehmens zu sprechen. Im Mai dieses Jahres geht die erste Solartankstelle für Elektroboote in Brandenburg in Betrieb, die für 37.000 Dm errichtete 1,8 kW Anlage befindet sich auf einer Bootswerft am Großen Zernsee

1998 stellt der traditionelle österreichische Bootsbauer SUEK GmbH einen solaren Katamaran für bis zu 58 Personen vor, der für touristische Fahrten auf der Donau eingesetzt wird. Die ‚Sonnenschein’ wird später an die Saarbrückener Personenschiff GmbH verkauft. Sie ist 15 m lang, 3,9 m breit, wiegt 10 t und besitzt zwei Motoren von jeweils 6 kW, die von einem Solardach mit einer Leistung von 5 kW versorgt werden.

Ebenfalls 1998 gründet der Schiffbauingenieur Jörg Albrecht in Berlin die Firma Techno Consult als Ingenieursbüro für maritime Gutachten und Konstruktionen.

Zu den wichtigsten Projekten gehören ein solares Wassertaxi (bereits 1995 gemeinsam mit dem Designer Jan Sokoll entwickelt), der ‚Suncat 2000’ (unter der Leitung von Thomas Meyer und in Zusammenarbeit mit dem Designer Jan Petzold 1996 entwickelt), sowie das Konzept des über 40 m langen Solarschiffes ‚Millennium One’ (gemeinsam mit Prof. Schneider von der UDK-Berlin, 1999). Zu diesem Zeitpunkt legt Albrecht auch das Konzept einer regulären Route für Wassertaxis zwischen der Fischerinsel in Berlin-Mitte und der Halbinsel Stralau vor, das jedoch am hartnäckigen Wiederstand der konventionellen Schiffahrtsanbieter scheitert, die der Nutzung der vorhandenen Anlegestellen zustimmen müssten.

2004 entwickelt Jörg Albrecht dann den Solarcruiser ‚Mimbi’ für die Urwaldgebiete Südamerikas, ein multifunktionales Solarschiff, welches eine Kombination aus ‚Amazonas Kreuzfahrer’ und ‚Infrastrukturschiff’ darstellt. 2006 wird eine Kooperation mit dem Solarzellenhersteller Sharp ins Auge gefasst, denn Boote mit Elektromotoren sind noch immer ein Nischenprodukt, wie beispielsweise Zahlen vom Bodensee deutlich machen. Trotz strenger Abgasnormen gibt es um die Jahrtausendwende nur rund 580 Boote mit elektrischem Antrieb auf dem See, also gerade einmal 1 % aller motorisierten Wasserfahrzeuge!

1998 wird in Frankreich die Elektrofähre ‚La Rochelle’ in Betrieb genommen, die mit 660 kg Nickel Cadmium Batterien (80 Ah) ausgestattet ist, die ihr eine Fahrzeit von 10 Stunden erlauben. Der Katamaran besitzt 2 x 6 kW Motoren, wiegt 4,2 t und bietet 30 Personen Platz. Mit 10 m Länge, 3,5 m Breite erreicht das Schiff eine Höchstgeschwindigkeit von 15 km/h.

Ende 1999 beginnen ebenfalls in Frankreich Ecole Navale und das Lycée La croix rouge mit ihrem ‚Lestreol’ Projekt (von Lestr = Kessel, und Heol = Sonne). Es entsteht ein sehr ästhetisches, solarbetriebenes und zweisitziges Boot, das 6,47 m lang und 1,67 m breit ist, und 160 kg wiegt.

Die Spitze erinnert unweigerlich an einen Militärjet – aber schließlich war ja auch die französische Marine maßgeblich an der Entwicklung beteiligt. Bei 6 kn Geschwindigkeit kann das Boot mit einer Batterieladung 3 Stunden lang fahren.

Eine der größten Werften für Solarschiffe ist die Kopf Solarschiff GmbH in Sulz am Neckar. Das Unternehmen war bereits 1975 in die Solartechnik eingestiegen. 1995 beginnt man in Kooperation mit der Universität Stuttgart und dem Designer Christoph Behling mit der Entwicklung eines Solarkatamarans, und im Jahr 2000 sind schon fünf Modelle im Angebot.

Eines davon ist der bereits erwähnte 9,4 m lange und 1,6 t schwere Katamaran ‚RA 31’ für 12 Personen. Die beiden jeweils 4,7 kW Motoren erlauben eine Fahrtgeschwindigkeit von 13 km/h mit Batterieunterstützung, und knapp 7 km/h im reinen Solarbetrieb. Das 100.000 DM Schiff wird ab Juni 1998 als Solarfähre auf dem Bodensee zwischen Gaienhofen in Deutschland und Steckborn in der Schweiz genutzt. Es wird später von einer 22 m langen ‚RA 66’ ersetzt, die schon 50 Personen nebst 20 Fahrrädern Platz bietet. Eine weitere ‚RA 66’ – in nur 6 Wochen gebaut (!) – ist auf dem Maschsee in Hannover im Einsatz.