System

Das SkySails-System besteht aus drei Hauptkomponenten:

• Zugdrachen mit Seil
• Start- und Landesystem
• Steuerungssystem für den vollautomatischen Betrieb

Anstelle traditioneller Segel mit Mast erzeugt SkySails den Vortrieb durch große Zugdrachen (Lenkmatten), bestehend aus hochfesten und witterungsbeständigen Textilien.

Die Zugdrachen können in Höhen von 100 bis 300 Meter operieren, in denen stärkere und stetigere Winde vorherrschen. Die Zugkräfte werden über ein reißfestes Kunststoffseil auf das Schiff übertragen.

Das Start- und Landesystem auf dem Vorschiff übernimmt das automatische Ausbringen und Einholen des Zugdrachens. Zum Start wird der (ähnlich einer Ziehharmonika) geraffte Zugdrachen mit einem Teleskop-Mast aus einem Lagerbehälter gehoben. In ausreichender Höhe entfaltet sich der Zugdrachen bis auf seine vollständige Größe und kann gestartet werden. Eine Winde fiert das Zugseil, bis die Arbeitsflughöhe erreicht ist. Der Landevorgang verläuft umgekehrt. Der vollautomatische Start- und Landevorgang dauert jeweils etwa 10–20 Minuten.

Mit der SkySails-Technologie lassen sich, laut Herstellerangaben, fast alle Frachtschiffe (ausgenommen große Containerschiffe), Superyachten und Fischtrawler nachrüsten.

Das Zugdrachen-System für Schiffe wird nach Angaben des Herstellers derzeit nicht mehr vermarktet. Stattdessen konzentriert sich das Unternehmen auf die Vermarktung von Flugwindkraftanlagen zur Stromerzeugung.

Untersuchungen

An der Fachhochschule Oldenburg/Ostfriesland/Wilhelmshaven wurde innerhalb eines Forschungsprojektes der Einsatz des Systems auf dem ehemaligen Tonnenleger Beaufort untersucht und ein Performance-Modell entwickelt. Auf dem 54 Meter langen Schiff, mit dem die Tests zwischen Juli 2006 und Ende 2007 zumeist auf der Ostsee durchgeführt wurden, wurden SkySails-Zugdrachen mit der Größe von 80 m² eingesetzt. Die Kraftstoffeinsparung konnte ermittelt werden und betrug bei günstigen Windverhältnissen (achterlicher wahrer Wind von circa 6 Bft) für den 80 m² Kite circa 64 l/h, bei einer Fahrt von 12 kn. Dies entspricht für einen Dauerbetrieb bei diesen Windverhältnissen eine Verbrauchsreduktion von etwa 20 %. Bei optimalen Windverhältnissen (mit circa 7–8 Bft von achtern) liegt die durch den Zugdrachen eingesparte Motorleistung im Bereich von 240–400 kW, entsprechend einem Einsparpotenzial von bis zu 30 %.

Die Tests auf dem Küstenmotorschiff Michael A. mit Zugdrachen der Größe von 160 m² ergaben laut Aussage der Firma SkySails, dass eine jährliche Treibstoffersparnis von 15 Prozent realistisch erscheint. Diese Einsparung wäre nicht nur wirtschaftlich, sondern auch ökologisch signifikant vor dem Hintergrund, dass der globale Schiffsverkehr Schwefel- und Stickoxide sowie mehr Kohlendioxid emittiert als der Luftverkehr.

Im Oktober 2009 gab das niederländische Fischereiunternehmen Parlevliet & Van der Plas den Auftrag, das 141 m lange Fischereifahrzeug ROS-171 Maartje Theadora mit einem 160 m² großen SkySails-Segel auszustatten und weitere Erprobungen und ggf. Anpassungen vorzunehmen. Mitte 2012 wurde das SkySails-System wieder abgebaut, weil sich herausgestellt hat, dass das Zugdrachensystem für die Schleppnetzfischerei ungeeignet ist.

Praxistest

Am 15. Dezember 2007 wurde das Motorschiff Beluga SkySails der inzwischen insolventen Bremer Reederei Beluga Group in Hamburg getauft. Hierbei handelt es sich um das erste kommerzielle Schiff, das mit der SkySails-Technik ausgestattet ist. Vor der Jungfernfahrt hatte die Besatzung der Beluga SkySails nach Angaben der Reederei gut zwölf Monate mit dem System trainiert.

Die Jungfernfahrt der 132 Meter langen Beluga Skysails begann am 22. Januar 2008 in Bremerhaven und führte über Guanta (Venezuela) nach Davant (Mississippi) zum Endpunkt der Fahrt nach Mo i Rana (Norwegen), der am 13. März 2008, nach 11.952 Seemeilen, erreicht wurde. Während der 51-tägigen Fahrt wurde das System an mehreren Tagen zwischen einigen Minuten und acht Stunden eingesetzt. Dabei zog das SkySails-System das Schiff bei Wind der Stärke 5 mit einer Zugkraft von bis zu fünf Tonnen, was im Vergleich zur Maschinenleistung einer Entlastung von über 20 % entspricht. Nach der Insolvenz der Beluga Group wurde das Schiff an die Reederei Briese verkauft. Es verkehrte dort als BBC SkySails, allerdings ohne den Zugdrachen.

Technologie

Der Zugdrachen wird von einem Autopilot so gesteuert, dass er quer zum Wind liegende Achten fliegt. Die dabei entstehende große Zugkraft rollt das Zugseil von einer Winde ab. Bevor das Seil ganz abgerollt ist, steuert der Autopilot den Drachen nach Luv. Das dadurch unter nur mehr geringer Spannung stehende Seil, wird jetzt wieder eingerollt. Dabei verbraucht der Motor/Generator einen Teil der vorher, beim Ausrollen des Seils, erzeugten elektrischen Energie. Der Drachen operiert in diesem Zyklus in Höhen zwischen 20 und 50 Prozent der Seillänge, die bei der Anlage bei Klixbüll 800 Meter beträgt.

Verbundprojekt SkyPower100

Die Flugwindkraftanlage in Klixbüll wurde im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Verbundprojekts „SkyPower100“ errichtet, an dem die SkySails Power GmbH, die EnBW Energie Baden-Württemberg AG, die Omexom Renewable Energies Offshore GmbH und die Leibniz Universität Hannover beteiligt sind. Aus dem Betrieb der Flugwindkraftanlage will das Konsortium Erkenntnisse für die Weiterentwicklung und Skalierung von Flugwindkraftanlagen sowie zu Umwelteinflüssen, Sicherheitsaspekten und Genehmigungsvoraussetzungen gewinnen. Dazu gehören z. B. Gutachten zu Geräuschemissionen, Avifauna und Luftverkehrssicherheit.