Federleicht und doch höchst effektiv

Von: Berthold Strauch
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64 Meter Spannbreite: Der Prot
64 Meter Spannbreite: Der Prototyp der „Solar Impulse” bei der Landung in der Schweiz. Die Batterie kommt aus Aachen. Foto: Solar Impulse/Pool/ Laurent Gillieron

Aachen. Sie haben eine Vision: Bertrand Piccard, Sohn des berühmten Tiefseeforschers Jacques Piccard, und André Borschberg wollen die ganze Welt mit einem Flugzeug umrunden - allein mit der Kraft der Sonne und damit ohne fossilen Treibstoff und umweltbelastende Schadstoffe.

Einen Prototypen ihres Fliegers „Solar Impulse” haben die beiden Schweizer bereits getestet, landeten damit in Brüssel oder der Luftfahrtschau in Paris. Die Maschine für den großen Flug wird aber noch gebaut. Und dabei spielt, genau wie bei dem erfolgreichen Vorreiter, ein Aachener Diplom-Ingenieur eine wichtige Rolle: Stefan Gehrmann, Geschäftsführer des kleinen Hightech-Unternehmens Air Energy. Er kümmert sich um die Batterien, die einen Nachtflug gewährleisten sollen.

Elektroflugzeug

Gehrmanns Firma hat ihren Sitz in der ehemaligen Briefsortieranlage der Post direkt am Aachener Hauptbahnhof. Ein wenig wirken die Räume an der Zollamtstraße, als sei die Zeit stehengeblieben. Am Besprechungsraum hängt noch ein Namensschild des „Dienststellenleiters Briefabgang”. In der Halle daneben: leicht chaotische Werkstatt-Atmosphäre, aber alles wohlgeordnet.

Bereits seit 1997 ist Gehrmann mit seiner fünf Jahre zuvor gegründeten Firma hier ansässig. Eigentlich ist sie eine Flugzeugwerft. Hier hat der Luft- und Raumfahrt-Ingenieur der RWTH Pionierarbeit geleistet, das erste - vom Deutschen Aeroclub - musterzugelassene Elektroflugzeug der Welt geschaffen. Es handelt sich um einen Motorsegler mit eingebautem Klapptriebwerk - für den geräuschlosen Gleitflug in luftiger Höhe kann der Antrieb eingefahren werden. Doch vorher bietet er den großen Vorteil, den Segler nach oben zu bringen, ohne auf Winden oder Schleppmaschinen angewiesen zu sein.

Eine bequeme, allerdings nicht billige Lösung, die Gehrmann, ein passionierter Segelflieger, gern auch im Urlaub in Frankreich nutzt. Fünf dieser Maschinen „Air Energy 1 Silent”, deren Hüllen von einem italenischen Hersteller zugeliefert werden und die Gehrmann dann für seinen Propeller „aufschneidet”, hat der 55-jährige Unternehmer bislang an den Mann gebracht - zu wenig, um davon allein zu leben. Ventile für Luftschiffe und Ballone - auch solche Geräte steuert er selber - sind ein weiterer Umsatzträger. Doch das Hauptgeschäft machen bereits seit rund zehn Jahren Batterien aus.

Auch hier sind Prototypen sein Metier. Jüngst hat er sich etwa beim Aufbau einer Elektroauto-Versuchsflotte in Aachen mit wichtiger Basisarbeit engagiert, etwa für die Fiat 500 des Projekts „Smart Wheels” und einen Elektrobus. Zuvor waren Spezialkonstruktionen zum Beispiel für kleine Unterseeboote sein Metier. Zu den Kunden zählt etwa der südafrikanische Diamantenproduzent de Beers. Auch bedeutende Automobilhersteller wie BMW gehören zu den Kunden von Air Energy, um einen elektrisch angetriebenen Antriebsstrang zu testen.

Viel Handarbeit muss Gehrmann in seine Produkte stecken, er spricht von einem Nischenmarkt, in dem er es sich indes kommod eingerichtet hat. Und so konnte der Aachener letztlich auch die beiden Abenteurer aus der Schweiz in intensiven Gesprächen und Besuchen in seiner Werkstatt von seiner Leistungsfähigkeit und seinen Produkten überzeugen. „Ich habe mich intensiv um diesen Auftrag bemüht”, ist der Ingenieur froh, dieses überaus öffentlichkeitswirksame Vorzeigeprojekt mit auf den Weg bringen zu dürfen. Hier geht es erwartungsgemäß natürlich nicht um einen Stromspeicher von der Stange. „Hier zählt jedes Gramm”, sagt der Experte - um das seine Lithium-Batterien immer noch leichter werden könnten und müssten.

Der Prototyp der „Solar Impulse” mit 12.000 Silizium-Sonnenzellen auf den Tragflächen wog noch 1,6 Tonnen, wobei die Batterien mit Aachener Know-how allein ein Viertel davon ausmachen. Da muss noch viel eingespart werden, weiß auch Gehrmann, ehe der für 2013 geplante Rekordflug einmal um den Globus Wirklichkeit werden kann.

Gehrmann arbeitet mit dem südkoreanischen Batteriehersteller Kokam zusammen, um die optimale, „federleichte” Lösung zu finden. Höchster Wirkungsgrad und optimale Effizienz sind dabei unabdingbare Faktoren. Die Batterien aus Aachener Herstellung werden mit einer von Gehrmann entwickelten Elektronik überwacht, da die Aggregate sehr empfindlich sind. Jede einzelne Zelle muss auf Spannung, Strom und Temperatur kontrolliert werden. Bei dem Prototyp stellte Gehrmann vier Batterien zu je 70 Zellen zur Verfügung, die tagsüber solar aufgeladen wurden und nachts die vier Elektromotoren antrieben - bis die Sonne am Horizont wieder auftauchte und das „Strommanagement” mit natürlicher, ökologischer Kraft erneut selbst übernahm.

Nur bis zu 60 Kilometer pro Stunde ist das ultraleichte Solarflugzeug schnell - klar, dass kräftiger Gegenwind die Maschine rasch aus der Bahn wirft. Ein Langstreckenflug muss in enger Abstimmung mit den Meterologen erfolgen, sonst wird das Ziel kaum erreicht, zumindest nicht in den von Piccard und Borschberg geplanten 20 Tagen.

Bis an die Grenzen gehen

Jetzt ist Stefan Gehrmann auf der Suche nach noch besseren, noch leistungsstärkeren und gewichtssparenden Materialien, um die benötigten Batterien zu bauen. Erste Muster will er bis Mitte nächsten Jahres vorlegen, er beobachtet den Markt weltweit akribisch. Ehe die auf dem Flug eingesetzten Speicher fertig sein müssen, will er „bis dahin jede Neuerung und jede Verbesserung mitnehmen” - um seinen Teil zu der überaus ehrgeizigen Weltumrundung mit dem Solarflieger, der mit 64 Metern die Spannweite eines Airbus besitzt, beizutragen.

„Wir müssen an die Grenzen gehen”, ist auch Gehrmann klar. Mit „großer Begeisterung”, wie er sagt, widmet er sich mit seinen drei Mitarbeitern dieser Aufgabe - die auch dem Team viel Prestige einbringen kann, wenn alles klappt wie erhofft.
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