Fakultät Elektro- und Informationstechnik

Elektrotechnik und Informationstechnik - Herz & Hirn der modernen Welt

Solarboot Korona

1. Allgemeines

Die Korona wurde als erstes Solarboot der Welt von Studierenden unserer Hochschule unter Anleitung von Prof. Dr. Christian Schaffrin konstruiert und im Mai 1988 getauft. Die Idee zum Bau dieser ingenieurwissenschaftlichen Meisterleistung hatten Studenten. 

Als die Solarforschung noch in den Kinderschuhen steckte, entwickelte eine kleine Gruppe innovativer Vordenker ein Boot, das nur mit der Kraft der Sonne fährt und dennoch leistungsmäßig mit einem 6PS-Freizeitboot mit Verbrennungsmotor mithalten kann.
Über dieses Meisterstück damaliger Ingenieurskunst, über das sogar der Spiegel berichtet, hat als wissenschaftliches Labor bereits zahlreiche Bachelor- und Studienarbeiten hervorgebracht.

2. Geschichte der Korona

Das Solarboot Korona der HTWG Konstanz ist seit der Taufe 1988 sowohl Forschungsobjekt als auch Freizeitwasserfahrzeug. Als letzteres steht es jedem eingewiesenen Angehörigen der HTWG zur pfleglichen Benutzung auf dem Bodensee zur Verfügung (siehe Buchungsportal der Korona). Mit der Forschung an der Korona haben sich im Laufe der Jahre viele Studien- und Diplomarbeiten beschäftigt. Die gewonnenen Erkenntnisse sind die Grundlage für eine Entwicklung von Solar-Wasserfahrzeugen, über die ständig in Presse, Rundfunk und Fernsehen berichtet wird, ohne dabei die vorausgegangenen Forschungsleistungen rund um die Korona zu erwähnen. Lediglich in Fachpublikationen macht die Korona noch von sich reden. Dabei beweisen auch jüngste Leistungstests, dass die Korona aufgrund ihrer Systemauslegung nach wie vor "Top of the Art" ist. Beim letzten Solarbootrennen in Mailand am 21./22.06.2002 belegte die Korona in 2 von 3 Wertungen den 1.Platz.
 
Binnenseen sind Freizeitreviere, Trinkwasserreservoire und Biotope. Verbrennungsmotoren belasten diese Gewässer. Der Einsatz von Elektromotoren reduziert die Emmison von Schadstoffen auf den Seen, verlagert sie aber in die Kraftwerke. Erst der Einsatz von Photovoltaik reduziert den Schadstoffausstoss und spart natürliche Resourcen. Die HTWG Konstanz entwickelte deshalb einen photovoltaischen Antrieb, dessen Fahrleistung vergleichbar mit der eines 6 PS Aussenborders ist. Seit 1988 hat die Korona ihre Gebrauchsfähigkeit mehrfach eindrucksvoll unter Beweiss gestellt. Die Auswertungen belegen zweifelsfrei die Alltagstauglichkeit des Bootes.

3. Solarboot Korona


Die Korona ist das erste und somit älteste Solarboot der Welt. Da Sie über ein komplett optimiertes System verfügt, gehört Sie nach wie vor zu den schnellsten Booten Ihrer Klasse (alltagstaugliche Solarboote).
Um diesen technologischen Vorsprung halten zu können, bedarf es weiterer Optimierungen des Systems. Dies ist oftmals nur durch den Einbau moderner, kostspieliger Geräte möglich. Um diese Investitionen in eine zukunftsträchtige
Technologie zu realisieren, bedarf es sehr oft Sponsorengeld.

Argumente für ein Solarboot:            
Keine Energiekosten
Unbegrenzte Reichweite möglich
Geräuscharm
Zukunftsorientiert    
Wartungsfrei            
Umweltfreundlich

Anwendungen für ein Solarboot:
Freizeitboote: Betrieb hauptsächlich an Wochenenden; während des Sommers
Vermietboote: täglicher Betrieb bei gutem; Wetter während des Sommers
Fischer- und Angelboote: Betrieb zwar während des ganzen Jahres, jedoch nur bei niedrigen Geschwindigkeiten und kurzen Distanzen
Segelboote: Flautenschieber und Manövrierhilfe, nur kurzzeitiger Betrieb an windlosen, meist sonnigen Tagen während des Sommers.

4. Technische Daten

1. Baujahr:
1988

2. Rumpf:
Länge: 7,20 m Breite: 2,20 m Tiefgang: 0,30 m Verdrängung: 1,40 m3

3. Motor:
Nennleistung: 2,20 kW Nenndrehzahl: 1500 U/min

4. Fahrleistung:
Höchstgeschwindigkeit: 12 km/h - 6,5 Knoten Reisegschwindigkeit: 9 km/h - 5 Knoten

5. Die Fahrleistung

Die Höchstgeschwindigkeit der Korona beträgt 12 km/h. Dies ist die sogenannte Rumpfgeschwindigkeit, also die Höchstgeschwindigkeit, in Verdrängerfahrt.
Im Wesentlichen wird sie durch die Länge des Schiffsrumpfes bestimmt.
Höhere Geschwindigkeiten sind nur durch überproportionale Leistungssteigerung erzielbar (bis der Rumpf ins Gleiten kommt) was energetisch nicht sinnvoll ist, wie die Grafik zeigt.

Die Grafik zeigt die Motorausgangsleistung, Propellerleistung sowie die Wechselrichterausgangsleistung als Funktion der Bootsgeschwindigkeit.
Die Kurven sind annähernd Parabeln dritter Ordnung. Deutlich erkennbar ist, dass Dauerbetrieb bei Höchstgeschwindigkeit energietechnisch unwirtschaftlich ist. Der spezifische Energieverbrauch ist erheblich kleiner bei reduzierter Reisegeschwindigkeit (7-9 km/h). Einen guten Kompromiss zwischen Energieausnutzung und schnellem Vorwärtskommen stellt die Reisegeschwindigkeit von 9 km/h dar, die auch in der Tabelle unten verwendet wird. Diese Tabelle gibt die möglichen Fahrzeiten und Reichweiten bei der maximalen- und der genannten Reisegeschwindigkeit an:

Einmal bei Dunkelheit: Fahrzeit wird bestimmt durch den Energiespeicher.
Strahlung an einem sonnigen Sommertag: Die Strahlung von 800 W/m² reicht aus, um den Antrieb bei Reisegeschwindigkeit komplett zu versorgen, ohne dass der Batterie Energie entnommen werden muss.

Reichweite in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit:
12 km/h
9 km/h ohne Einstrahlung (im Dunkeln)
4h (50km)
6h (70km) mit Einstrahlung (an einem Sommertag)
12h (110km) unbegrenzt

 

6. Die Mechanik

Die wichtigsten mechanischen Bauteile der Korona sind der Rumpf sowie der Schiffspropeller.

  

Der Rumpf wurde speziell für die Korona entwickelt. Er basiert auf einer Entwicklungsarbeit der Versuchsanstalt für Binnenschiffbau, Duisburg, und wurde von der Firma Heistracher, Chiemsee, unter Einbringung der eigenen Erfahrung im Elektrobootbau gefertigt. Nach Fertigstellung wurde die Schale in der Hamburgischen Schiffsversuchsanstalt im Schleppversuch nachgemessen. Er ist so ausgelegt, dass er bei der Reisegeschwindigkeit der Korona den geringstmöglichen hydrodynamischen Widerstand bietet.

Eine ebenfalls wichtige Rolle im gesamten System übernimmt die Welle, welche das Drehmoment des Asynchronmotors auf den Propeller überträgt, wobei ein Zahnriemengetriebe die Drehzahl auf 750 / min am Propeller reduziert. Auch diese Komponenten wurden in den gesamten Systemoptimierungsprozess miteinbezogen.

  

7. Sponsoring

An dieser Stelle möchten wir um Ihre Fördermittel werben. Natürlich stellt sich Ihnen die Frage, welchen Nutzen Ihr Unternehmen von einem Sponsoring der Korona haben wird.

Wir möchten Ihnen hierzu folgendes anbieten:

  1. Medienpräsenz durch Werbeflächen auf dem  Boot.
  2. Grosses Interesse internationaler und nationaler Medien: Presse, Funk, Fernsehen.
  3. Sponsoren steht die Korona für Promotionaktionen zur Verfügung.
  4. Banner auf der Korona Homepage.
  5. Ihr Unternehmen kommuniziert soziales Engagement in folgenden Bereichen
     - Forschung und Bildung
    - Regenerative Energien
    - Umweltfreundliche Transportmittel
  6. Als Sponsor werden Sie natürlich in allen folgenden Presseartikeln genannt. Dank an die Sponsoren bei Siegerehrungen, Auszeichnungen und öffentlichen Auftritten ist für uns selbstverständlich.
  7. Das Korona-Team wird sich mit einer Nennung der Sponsoren in den regionalen Zeitungen sowie in Hochschulmagazinen bei den Sponsoren bedanken.
  8. Sponsoren aus dem technischen Bereich stehen wir gerne mit Rat und Tat zur Seite, sollten Sie Fragen zu photovoltaischen Bootsantrieben haben.
  9. Ein Technologietransfer ist möglich.
  10. Sie machen sich bei den High-Potentials von morgen bekannt und können so auf qualifizierte Bewerber zählen.
  11. Die Kontaktpflege zur Hochschule Konstanz.
  12. Natürlich eine Spendenquittung.

8. Kontakt

Prof. Dr. Richard Leiner
Raum A 230
+49 7531 206-244
leiner@htwg-konstanz.de

 

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