Geschichte der Solarluftfahrt

"Flieger, grüß mir die Sonne!"

Der Traum vom Fliegen, den Menschen so lange
geträumt haben, hat sich auch schon früh als Traum vom solarbetriebenen
Flug manifestiert. Cyrano de Bergerac lässt Mitte des 17. Jahrhunderts
in seinem Romanwerk „Reise zum Mond und zur Sonne“ seinen Romanhelden
Dyrcona sich zum Himmel erheben, indem er den morgendlichen Tau in
Fläschchen auffängt, und da die Sonne ja den Tau „anzieht“, dienen ihm
die Fläschchen sodann als Auftriebskörper. Eineinhalb Jahrhunderte vor
der Erfindung des Heißluftballons durch die Brüder Montgolfier zeugt
dies immerhin von einer beeindruckenden literarischen Imagination.
Später im Roman gelangt Dyrcona zum Mond übrigens in einer mehrstufigen
Rakete.

Die Geschichte der praktischen Solarluftfahrt hat die Entdeckung des photoelektrischen Effekts im
Jahre 1839 durch den französischen Physiker Alexandre Edmond Becquerel
zur Voraussetzung; und sie ist direkt mit der Kostenreduzierung bei
PV-Modulen verknüpft. Die ersten Anfänge reichen daher nicht weiter
zurück als bis in die 70er Jahre des 20. Jahrhunderts.

Unbemannte Solarflugzeuge

Der
erste solarbetriebene Flug gelang dem unbemannten Flugzeug „Sunrise“
von AstroFlight, das 1974 von dem ausgetrockneten Bicycle Lake auf dem
Militärgelände von Fort Irwin (Kalifornien) startete. Hinter diesem
Projekt standen Wünsche des US-Militärs, in großer Höhe preisgünstig
Überwachungsmissionen durchführen zu können. Das Flugzeug wurde nach 28
solargetriebenen Testflügen durch Turbulenzen zerstört. 1975 flog als
verbesserte Version die „Sunrise II“, die bereits mit einem Akku-Pack
für Nachtflüge ausgestattet war.

Unbemannte
Modellflugzeuge spielten auch in der weiteren Entwicklung der
Solarfliegerei eine wichtige Rolle, weil es bis heute darum geht,
Gewicht zu sparen, welches dann für das Antriebssystem zur Verfügung
steht. In diese Sparte gehört u.a. das chinesische Solarflugzeug
„Soaring“, das 1992 von Danny H. Y. Li und Zhao Yong konstruiert wurde.
Mit einer Spannweite von 1,88 Meter konnte es bis zu acht Stunden in der
Luft bleiben.

Im neuen Jahrhundert
beschäftigen sich Li und seine Mitarbeiter mit so unkonventionellen
Entwürfen wie der „Green Pioneer I“, ein Doppeldecker-Nurflügler-Konzept
mit zwei hinter- und übereinander gestaffelten Tragflächen.

Zu
den unbemannten Solarflugzeugen zählt auch die Reihe von der NASA
beauftragter und durch die Firma AeroVironment entwickelter
Nurflügel-Flugzeuge mit einem Antriebssystem aus Photovoltaik und
Brennstoffzellen. Hinter der Firma AeroVironment steckte der Ingenieur
Paul MacCready, der gleichzeitig auch bemannte Solarflugzeuge
entwickelte (s.u.). Diese Reihe von großen Solardrohnen führte von den
Modellen „Pathfinder“, "Pathfinder Plus“, über die „Centurion“ zur
„Helios“, einem Nurflügler mit 14 Elektromotoren und einer Spannweite
von über 78 Metern (also noch mehr als die „Solar Impulse 2“). Die
Helios stellte im Jahre 2001 mit knapp 30.000 Metern einen Höhenrekord
für propellergetriebene Flugzeuge auf. Zwei Jahre später wurde sie bei
einem Flug über dem Pazifik durch Turbulenzen zerstört. Dieses
Entwicklungsprogramm wurde daraufhin nach zwanzig Jahren beendet.

Das
Problem, mit Solarflugzeugen die sonnenlosen Nächte zu überwinden,
wurde ebenfalls zuerst mit unbemannten Maschinen gemeistert. Im Jahre
2005 gelang dem Gründer der AC Propulsion, Alan Cocconi, ein 48stündiger
Non-Stop-Flug mit reinem Solarantrieb. Das Flugzeug mit dem Namen „So
Long“ wies eine Spannweite von fünf Metern auf. Für die nächtlichen
Flugabschnitte wurde überschüssiger Strom aus den Solarzellen in
Lithium-Ionen-Batterien gespeichert.

Im Juli
2010 erreichte der unbemannte „Zephyr“ des britischen
Rüstungsunternehmens QuinetiQ sogar eine Non-Stop-Flugzeit von mehr als
14 Tagen. Das Flugzeug wog bei einer Spannweite von 22,5 Metern nur 50
Kilogramm (die Angaben variieren). Dieses geringe spezifische Gewicht
wurde durch eine Konstruktion aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff
ermöglicht. Die Energie für die Nachtflug-Abschnitte wurde in
Lithium-Schwefel-Akkumulatoren gespeichert, die eine für Akkus hohe
Energiedichte aufweisen.

Bemannte Solarflugzeuge

Die
ersten Solarflüge mit Menschen an Bord fanden 1979 statt und waren
Graswurzel-Aktionen einzelner Enthusiasten. Eine davon geschah wiederum
im sonnigen Kalifornien. Larry Mauro hatte seinen Hängegleiter, den
Doppeldecker „Easy Riser“, zum „Solar Riser“ umgebaut, indem er ihn mit
Solarzellen auf der oberen Tragfläche ausstattete. Diese leisteten 350
Watt und luden eine Starter-Batterie für Hubschrauber. Nach einer
Ladezeit von anderthalb Stunden konnte diese Batterie einen
3-PS-Elektromotor veranlassen, drei bis fünf Minuten lang das nun mit
einem Fahrwerk ausgestattete Flugzeug in eine Höhe zu tragen, von der
aus es dann Gleitflüge unternehmen konnte. Erstflug war der 29. April
1979.

Im
gleichen Sommer hob in England die “Solar One” der Gesellschaft
„Solar-Powered Aircraft Developments“ ab, hinter der der Konstrukteur
David Williams stand. Das Zusammenspiel von Solarzellen, Batterie und
Elektromotor war im Prinzip so wie bei der „Solar Riser“, d.h. die
PV-Zellen luden die Batterie vor dem Start auf. Erstflug war am 13. Juni
1979. Die „Solar One“ war aus einem Projekt eines Muskelkraft-Flugzeugs
zum elektrischen Motorsegler weiterentwickelt worden. Der Zwang zur
Gewichtsminimierung stellt dem Konzept eines Antriebes mit menschlicher
Körperkraft ähnliche Aufgaben wie dem eines elektrischen Antriebs, weil
die gewichtsbezogene Energiedichte bei beiden Antriebsarten relativ
gering ist.

Ein – allerdings sehr viel
erfolgreicheres – Pedalkraft-Flugzeug stand etwas später der „Gossamer
Penguin“ Pate. Das Team um Paul MacCready entwickelte dieses Flugzeug
mit reinem Solarantrieb aus dem legendären muskelgetriebenen „Gossamer
Abatross“, dem 1979 die erste Überquerung des Ärmelkanals mit reiner
Muskelkraft gelungen war. Mit dem dabei gewonnenen Preisgeld (der
"Kremer-Preis" für die erste Überquerung des Kanals mit Muskelkraft
betrug 100.000 US-$) widmete man sich der Frage solarer Antriebe.
Zunächst wurden dem "Albatros" die PV-Zellen aus dem bereits erwähnten
unbemannten "Sunrise II" appliziert. Einem Nachfolger des "Penguin", der
„Solar Challenger“, gelang 1981 seinerseits die symbolträchtige
Überquerung des Kanals zwischen Frankreich und Großbritannien. Bei Paris
gestartet und nahe London landend, überbrückte dieser Flug 262
Kilometer. Die mehr als 16.000 Solarzellen des "Solar Challenger"
lieferten 3,8 kW Peakleistung, mit denen zwei Elektromotoren gespeist
wurden: Eine Vervielfachung der gut 0,5 kWp des "Penguin". In weiteren
mehrstündigen Flügen bewältigte die „Solar Challenger“ Distanzen von
mehreren hundert Kilometern.

In
Deutschland flog 1983 die „Solair I“, die von Günther Rochelt
entwickelt worden war. Das Flugzeug wies eine Enten-Konfiguration auf;
die hintenliegende Tragfläche und das vorne angebrachte Höhenleitwerk
waren mit 2499 Solarzellen bestückt, die eine Leistung zwischen 1,8 und
2,2 Kilowatt lieferten. Bei dem Flug am 21. August 1983 blieb die
„Solair I“ 5 Stunden und 41 Minuten in der Luft, wobei der Solarantrieb
von Thermik unterstützt wurde. Das Flugzeug kann heute im Deutschen
Museum in München besichtigt werden. Die Neuentwicklung „Solair II“
wurde nach dem Tod Rochelts im Jahre 1998 gestoppt. Sie war noch
eleganter als die "Solair I", das hintenliegende V-förmige Leitwerk trug
an den oberen Enden die Elektromotoren mit Schub-Faltpropellern.

Streckenleistungen
häuften sich nun. 1990 überquerte Eric Raymond mit der „Sunseeker“ die
Vereinigten Staaten in 21 Etappen. Die 121 Flugstunden verteilten sich
auf einen Zeitraum von etwa zwei Monaten. Die längste Etappendistanz
betrug 400 km. Die Sunseeker war ein Solar-Motor-Segelflugzeug mit einer
Gleitzahl von 30 bei einem Leergewicht von 89 kg. Auch sie verfügte
über eine kleine Batterieeinheit (NiCd-Akku) für den Start, die von den
polykristallinen Folien-Solarzellen auf Tragflächen und Höhenleitwerk
geladen wurde. Im eigentlichen Flug wurde die Sonnenenergie unmittelbar
genutzt.

2002
wurde die „Sunseeker II“ gebaut, die einige Jahre später noch einmal
modernisiert wurde (u.a. mit Lithium-Akkus) und zeitweise das weltweit
einzige flugfähige Solarflugzeug war. 2009 überquerte sie als erstes
solargetriebenes Flugzeug die Alpen. Ein zweisitziges Modell, die
"Sunseeker Duo", hatte seinen solargetriebenen Erstflug im April 2014;
es wird zur Zeit intensiv in Norditalien geflogen. Seine 1510
Solarzellen haben einen Wirkungsgrad con 23%. Raymonds Firma "Solar
Flight" plant, für einen solchen Zweisitzer die Zulassungen für eine
Serienproduktion zu erlangen.

An der
Universität Stuttgart wurde 1996 die „Icaré 2“ gebaut, die im selben
Jahr den „Berblinger-Preis“ (und im Jahr darauf eine Reihe weiterer
Preise) gewann. Der Berblinger-Preis war für das erste Flugzeug
ausgelobt worden, das ausschließlich mit der in Batterien gespeicherten
Energie eine Flughöhe von 450 Metern erreichte und dann bei einer
Sonneneinstrahlung von 500 W/m² einen solargetriebenen
Horizontalflug absolvieren konnte. Der Tragflächenentwurf der "Icaré 2"
findet auch bei der "Sunseeker Duo" Anwendung.

Als
neuester Player auf diesem Feld ist schließlich noch die Firma
"PC-Aero" aus Nesselwang im Allgäu zu nennen, die 2013 das
Ultraleicht-Flugzeug "Elektra One Solar" vorstellte. Mit 6 m² Solarzellen und einem Lithium-Ionen-Akkupack mit 9 kWh Kapazität soll
dieser kleine Tiefdecker konventioneller Konfiguration eine Reichweite
von 1000 Kilometer erzielen. Er gilt als "seriennah", auch größere
Zweisitzer werden von PC-Aero entwickelt Zu dem Konzept gehören auch
Autoanhänger für den Transport des Flugzeugs sowie Hangars, die jeweils
mit PV-Zellen zur Ladung der Akkus ausgestattet sind.

Weltumrundung

Die
französische Firma Lisa Airplanes entwickelt aus ihren leichten und
eleganten „Akoya“-Amphibienflugzeugen (die sowohl Wasserflächen als auch
gewöhnliche Flugplätze zum Starten und Landen verwenden können) eine
elektromotorische Abwandlung: den „Hy-Bird“, dessen Antrieb aus
photovoltaisch erzeugter elektrischer Energie sowie aus Brennstoffzellen
besteht. Hy-Bird soll, wie es auf der Internetseite „solarflugzeuge.de“
heißt, „in mehreren Etappen die Erde umrunden und dabei nur
regenerative Energien einsetzen. Jede Etappe wird etwa 1500 km lang sein
und von einem Piloten geflogen, der am jeweils nächsten Zielort
beheimatet ist. Bei den Zwischenstopps sollen nicht nur das Flugzeug und
die Möglichkeiten nachhaltiger Technologien präsentiert werden, sondern
auch ein kulturelles Rahmenprogramm (Ausstellungen, Konzerte …) des
jeweiligen Gastlandes stattfinden.“

Das
Solar-Impulse-Projekt ist jedoch schon erheblich weiter; der
Weltumrundungsflug ist am 9. März gestartet. Seit 2009 sind mit dem
Prototyp HB-SIA Erprobungsflüge durchgeführt worden. Der erste Nachtflug
gelang im Juli 2010. Am Steuer saß André Borschberg, der sich auch beim
Weltumrundungsflug mit Bertrand Piccard abwechselt. Der erste
Interkontinentalflug führte 2012 von der Schweiz aus mit einem
Zwischenstopp in Madrid nach dem marokkanischen Rabat, wobei eine
Entfernung von 2500 Kilometer überwunden wurde. 2013 schloss sich eine
Überquerung der USA von der Pazifik- bis zur Atlantikküste an. Aufgrund
der Erfahrungen mit der HB-SIA wurde die noch größere HB-SIB
konstruiert, die als „Solar Impulse 2“ nun den Flug um die Welt
absolviert – mit der SFV-Zelle Nr. 7222 an Bord.

Quellen

• Klaus L. Schulte: Elektroflug. Technologie, Geschichte, Zukunft. Köln 2014. S.129-158.
• www.solarimpulse.com/de/the-adventure/solarluftfahrt/
• de.wikipedia.org/wiki/Solarflugzeug
• en.wikipedia.org/wiki/Electric_aircraft
• www.solarflugzeuge.de
• James McCullagh (Hg.): Pedalkraft. Menschen, Muskeln und Maschinen. Reinbek 1988.
• Aeroplane monthly, 7/1979.
• Sowie die Internet-Präsentationen der erwähnten Flugzeuge und Firmen.

Das
Entwicklungsfeld des Solarflugs ist äußerst lebendig, und die hier
wiedergegebene Momentaufnahme kann schon bald überholt sein. Einen
Einblick in neue Projekte und Entwicklungen kann man regelmäßig z.B. in
der Rubrik "E-Flight" gewinnen, die in der Monatszeitschrift "Flügel"
veröffentlicht wird.

Viagra als Beispiel mangelnder Experimentierfreudigkeit

Bochum/Neuss (pte/31.01.2007/11:30) – Als rohstoffarmes Land lebt
Deutschland von den Ideen seiner Bürger. Doch von Ideen allein kann man
nicht leben. Sie müssen in konkrete Projekte umgesetzt werden. Und
genau daran hapert es hierzulande, wie jetzt eine aktuelle Studie des
Instituts für angewandte Innovationsforschung an der Ruhr-Universität
Bochum (IAI) http://www.iai-bochum.de/ herausgefunden hat. Die
Innovationsflops kosten viel Zeit, Geld und Mühe. Umso dramatischer,
dass neun von zehn Produktinnovationen scheitern. "Einseitige Technik-
statt umfassende Marktorientierung, Over-Engineering, ungeklärte
Zuständigkeiten und fehlende Prioritäten verlängern und verteuern die
Entwicklung und führen letztlich zum Scheitern eines Großteils der
ambitioniert gestarteten Projekte", so das Resümee der Forscher.

Bei ihrer Befragung von 1.200 deutschen Unternehmen des produzierenden
Gewerbes fand das IAI heraus, dass viele Unternehmen immer noch einen
Großteil ihrer Innovationsressourcen in Projekte stecken, die nie zur
Marktreife gelangen oder sich bald nach ihrer Einführung als Flop
erweisen. Gleichzeitig hätten es die "Big Ideas" oft schwer, nicht
schon in frühen Entwicklungsstadien im Keim erstickt zu werden. "Es
fehlt bei uns an echten Brückenbauern zwischen Wissenschaft und
Wirtschaft", analysiert Tobias Janßen von der Beteiligungs- und
Beratungsgesellschaft Goldfish Holdings
http://www.goldfish-holdings.com/ in Neuss.

"Dafür, dass die deutschen Unternehmen in der Rangliste der
Patentanmeldungen nach wie vor in der Spitzengruppe sind, kann man sich
nicht viel kaufen. Die Zahl der Patente steigt in Deutschland schneller
als die Aufwendungen für Forschung und Entwicklung. Sie werden heute
eher eingesetzt, um Wettbewerbsrisiken und Forschungsinvestitionen zu
minimieren. Immer mehr juristische Feldschlachten über angebliche
Patentverletzungen machen die Anwälte dabei zu den wichtigsten Akteuren
und sichern ihren Auftraggebern satte Einnahmen. Marktfähige Produkte
werden so eher behindert. Wir brauchen mehr ‚Trüffelschweine‘, die den
richtigen Riecher für gute Ideen haben und diese dann zur Marktreife
bringen. Wir brauchen auch mehr Toleranz für Irrtümer und Abweichungen
von den erwarteten Ergebnissen", sagt Janßen.

So beruhe die Entwicklung des Potenzmittels Viagra auf der Grundlage
eines verworfenen Medikaments gegen Angina. Wissenschaft und Wirtschaft
allein seien hier augenscheinlich überfordert. "Daher sind Leute
vonnöten, die eine Art Scharnierfunktion zwischen den beiden Bereichen
übernehmen", fordert Janßen.

Die IAI-Studie dokumentiert dies mit Zahlen: Nur etwa 13 Prozent aller
Neuproduktvorschläge erreichen das Stadium der Markteinführung und von
den neu am Markt lancierten Produkten können wiederum nur rund 50
Prozent die in sie gesetzten Erwartungen in Teilen erfüllen. Von den
"offiziell" vorangetriebenen Ideen wird nur rund jede sechzehnte ein
kommerzieller Erfolg. Die Autoren der Studien bescheinigen den
Unternehmen gravierende Schwächen bei der Beurteilung ihrer
Innovationsideen. 53 Prozent der Befragten beklagen, dass den
Entscheidungsträgern die Zeit fehle, sich überhaupt mit den kreativen
Ideen ihrer Mitarbeiter zu beschäftigen. Rund 60 Prozent sehen Defizite
bei der Informationsgewinnung und Marktaufklärung. Und von 42 Prozent
wird beanstandet, dass die Chancen einer Innovation eher unter-, die
Risiken aber tendenziell überbewertet würden.

"Dies unterscheidet Deutschland von den Vereinigten Staaten", so
Janßen, der seine berufliche Karriere in den USA gestartet hat: "Ohne
Mut zum Risiko kann es keine guten Geschäfte geben. In den Vereinigten
Staaten denkt man generell unternehmerischer. Der Elfenbeinturm ist
dort nicht das bevorzugte Quartier für Wissenschaftler und Unternehmer.
Mit mehr Wagemut können auch mehr Ideen erfolgreich umgesetzt werden.
Hier bewahrheitet sich die schlichte Weisheit: No risk, no fun."

Plasmen für alle Fälle

Frühjahrstagung der Fachverbände
Kurzzeitphysik und Plasmaphysik der Deutschen Physikalischen
Gesellschaft in Bochum vom 2. bis 5. März 2015. Knapp 500 Fachleute aus
aller Welt diskutieren über aktuelle Fragen der Physik. Für Lehrerinnen
oder Lehrer ist ein Schnuppertag kostenfrei.

Bochum / Bad Honnef,
18. Februar 2015 � Die Frühjahrstagungen sind ein zentraler Bestandteil
der Aktivitäten der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG).
Jährlich treffen sich inzwischen über 10.000 Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftler aus aller Welt zu diesen Konferenzen. In Bochum tauschen
sich nun vom 2. bis 5. März 2015 die Expertinnen und Experten der
Kurzzeit- und Plasmaphysik aus.

Mit der Ruhr-Universität Bochum
haben die beiden DPG-Fachverbände eine herausragende Tagungsstätte für
ihre Frühjahrstagung gewählt: Mit ihren Exzellenzprogrammen, den 20
Fakultäten sowie den über 42.000 Studierenden gehört die Universität zu
den führenden deutschen Forschungsuniversitäten. Eingebettet in die
Universitätsallianz Ruhr sind die Forschenden an den regionalen
Universitäten gut vernetzt. Gleichzeitig lässt der Forschungsstandort
Bochum einen effizienten Technologietransfer zu. Die Fakultät für Physik
und Astronomie, die zu den forschungsstärksten Physikfakultäten
Deutschlands gehört, bietet ihren Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftler sowie dem wissenschaftlichen Nachwuchs exzellente
Bedingungen zum Forschen. Ihnen stehen Teilchenbeschleuniger,
Rastertunnelmikroskope, Plasmageneratoren sowie eine
Universitätssternwarte zur Verfügung.

Bochum ist nicht der
einzige Tagungsort für die DPG-Frühjahrstagungen. Physikerinnen oder
Physiker anderer Disziplinen treffen sich in den folgenden Wochen ebenso
in Wuppertal, Berlin oder Heidelberg.
All diese Tagungen sind
wichtige Plattformen für die Studierenden. Hier tragen sie oft zum
ersten Mal ihre Abschlussarbeiten vor. Darüber hinaus hat der Nachwuchs
die Möglichkeit, mit erfahrenen Physikerinnen und Physikern aus
Wissenschaft oder Industrie ins Gespräch zu kommen, Kontakte zu knüpfen
oder sich Anregungen für die Berufs- und Karriereplanung einzuholen.
Als
eine Besonderheit in diesem Jahr lädt die DPG Lehrerinnen oder Lehrer
ein, kostenfrei einen Tag an der Tagung teilzunehmen. Dazu reicht die
Vorlage einer Bestätigung der Schule am Tagungsort.
Programmhöhepunkte in Bochum sind:
Öffentlicher Abendvortrag

"    Sanft und effektiv � mit Plasmen Keime bekämpfen
Dienstag, 3. März 2015, 20:00 – 21:30, Blue Square
Kortumstr. 90 (ehemals Bongardstr. 16-18), 44787 Bochum
Peter Awakowicz, Ruhr-Universität Bochum
Seuchen
sind auch im 21. Jahrhundert an der Tagesordnung. Doch nicht nur im
weit entfernten Afrika spielen die Mikroben ihr bedrohliches Spiel. Auch
in unseren High-Tech-Krankenhäusern drohen schwer zu bekämpfende Keime.
Die moderne Plasmaphysik bietet Lösungen für dieses wachsende Problem.
Der Vortrag zeigt Beispiele, erklärt die Wirkungsweise und geht auf den
heutigen Stand der Forschung und Technik ein.
Wissenschaftliche Vorträge

"    Plasma based accelerators
Montag, 2. März 2015, 08:30 – 09:15, HZO 20
Allen Caldwell, Max-Planck-Institut für Physik, München
(in English)
Significant
developments in laser technology have made possible the pulse intensity
needed, and rapid progress is now underway in the realization of
laser-driven plasma wakefield acceleration. The concepts behind these
different schemes and their pros and cons will be described, as well as
the experimental results achieved. An outlook for future practical uses
of plasma based accelerators will also be given.

"    Vorbereitung für den Plasmabetrieb des Stellarators Wendelstein 7-X
Mittwoch, 4. März 2015, 08:30 – 09:15, HZO 20
Plenarvortrag von Rudolf Brakel
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Greifswald
Die
Betriebsvorbereitung des Wendelstein 7-X Stellarators sind im vollen
Gange. Das erste Plasma ist für Juli 2015 geplant. Brakel gibt einen
Überblick über den aktuellen Stand der Betriebsvorbereitung sowie einen
Ausblick auf die erste Betriebsphase.

Kein verlässlicher Partner
Kein Verg leichsportal für Stromtarife ist verbraucherfreundlich. Bei einem Test der Stiftung Warentest sind die Portale bestenfalls "befriedigend", vier von zehn Tarifrechnern sind "ausreichend", eins ist sogar "mangelhaft". Hauptkritikpunkt der Tester: Wer sich nicht auskennt und die Voreinstellungen nicht ändert, landet bei verbraucherunfreundlichen Tarifen mit Vorkasse, undurchsichtiger Preisgestaltung oder langen Anschlusslaufzeiten. Das versprochene Sparpotenzial von bis zu 1.000 Euro für den Wechsel des Stromanbieters ist zudem unrealistisch. Veröffentlicht ist die Untersuchung in der März-Ausgabe der Zeitschrift test.

Bei Vergleichsportalen wie Verivox, Check24 oder Toptarif muss der Suchende Häkchen weg- oder hinzuklicken, unverständliche Erklärungen lesen und teilweise erst einmal finden. Kennt er sich mit den Fallstricken nicht aus, läuft er Gefahr, in die Fänge von Anbietern mit unseriösen Geschäftsgebaren zu geraten. Den besten Schutz vor Bauernfängerei bieten Energieverbraucherportal und Hauspilot. Wer hier mit den voreingestellten Filtern auf die Suche geht, findet auf den ersten zehn Plätzen überwiegend bis ausschließlich faire Tarife, allerdings sind hier Preise oder Tarife wenig transparent dargestellt. Ein direkter Wechsel ist über Energieverbraucherportal nicht möglich, bei Hauspilot kostet er bis zu 45 Euro. Bei den anderen Portalen ist der Wechsel kostenlos.

Ein fairer Tarif zeichnet sich unter anderem durch eine möglichst umfassende Preisgarantie, eine monatliche Zahlweise und eine kurze Kündigungsfrist zum Ende der ersten Laufzeit aus. Beim Wechsel vom Basistarif des örtlichen Grundversorgers in einen dieser Tarife ist im Schnitt eine Ersparnis von 10 bis 20 Prozent drin. Ein Drei-Personen-Haushalt spart mit einem fairen Tarif in Berlin derzeit bis zu 140 Euro pro Jahr, in Mainz knapp 240 Euro. Welche fairen Stromanbieter in drei Musterstädten am günstigsten sind, hat die Stiftung Warentest auf www.test.de/stromtarifrechner veröffentlicht. Dort findet sich auch der vollständige Test der Stromtarifrechner.

Die März-Ausgabe der Zeitschrift test erscheint am 22.02.2013 am Kiosk.

"Skylys"-Konzept: Fliegende Autos erobern Lüfte
Investmentkapital über Crowdfunding-Plattform Indiegogo gesammelt
"Skylys": Fliegende Autos könnten Realität werden (Foto: mixaeropsace.com)

San Francisco/Hamburg (pte002/15.04.2014/06:05) – Das französische Start-up Mix Aerospace http://mixaerospace.com hat ein Kozept für fliegende Autos entwickelt. Dem Unternehmen zufolge könnte das erste Modell der sogenannten "Skylys" bereits 2018 in Produktion gehen. Diese innovativen Fahrzeuge sollen vor allem bei der Polizei und der Rettung zum Einsatz kommen. Derzeit versucht das Start-up Geldmittel in einer Höhe von 3,12 Mio. Dollar (umgerechnet 2,25 Mio. Euro) über die Crowdfunding-Plattform Indiegogo http://bit.ly/1kQIeMJ zu akquirieren.

Alternative zur Straße nötig

"Der Traum vom fliegenden Auto ist so alt wie das Auto selbst. In den letzten Jahren wurden große Fortschritte verzeichnet, um Hauptherausforderungen – Startbahn, Kosten, Reichweite, Treibstoff, Sicherheit, Gewicht – zu bewältigen", erklärt Zukunftsforscher Ulrich Reinhardt von der Stiftung für Zukunftsfragen http://stiftungfuerzukunftsfragen.de im Gespräch mit pressetext. "Insofern stimme ich Henry Ford zu, der bereits 1940 sagte: ‚Erinnert euch an meine Worte: Eine Kombination aus Flugzeug und Auto wird kommen‘."

Dem Zukunftsforscher zufolge sind es im Gegensatz zur Vergangenheit, in der es vor allem Tüftler und Erfinder waren, die sich diesem Thema verschrieben haben, heute die Multikonzerne, die mit großem finanziellen Aufwand versuchen, das Auto der Zukunft zu entwickeln. "Dieser Fortschritt ist auch notwendig, da jährlich mehr Autos auf den Straßen unterwegs sind und eine Alternative zur Straße notwendig ist, um den Verkehrskollaps zu vermeiden", führt Reinhardt aus.

Design steht noch nicht fest

Mix Aerospace muss noch ein einheitliches Design für die Skylys-Autos festgelegt werden. Daran zeigt sich, dass sich das Projekt noch am Anfang seiner Entwicklung befindet. Laut dem Unternehmen wird der Antrieb des Gefährts über einen Elektromotor erfolgen. Mithilfe von drei rotierenden Propellern soll der Start- und die Landevorgang eingeleitet werden. Da das gesammelte Geld in erster Linie dazu eingesetzt wird, die Firma zu etablieren, liegt die massentaugliche Einführung der Skylys noch in weiter Ferne.

Fingerprint erlaubt sichere Identifikation geschützter Inhalte

Darmstadt (pte/24.08.2005/15:55) – Autofahrer werden bei einer
Geschwindigkeitsüberschreitung anhand ihres Kennzeichens identifiziert.
Ähnliches könnte demnächst auch Raubkopierern widerfahren, die Musik
unautorisiert weitergeben. Eine neue Wasserzeichen-Technologie des
Fraunhofer Institut für Integrierte Publikations- und
Informationssysteme (IPSI) http://www.ipsi.fraunhofer.de macht es
möglich, Musikpiraten gnadenlos auszuforschen und dingfest zu machen.

"Die Musikindustrie vergrault ihre Kunden immer noch mit vielen
unterschiedlichen DRM-Systemen (Digital Rights Management) die oft
nicht oder nicht in vollem Umfang funktionieren", erklärt Michael Kip
vom IPSI gegenüber pressetext. "Dabei ist unsere
Wasserzeichentechnologie bereits extrem ausgereift und erlaubt eine
sichere Identifikation eines geschützten Inhaltes. Laut IPSI eignet
sich die Container-Technologie vor allem für eine effiziente
individuelle Markierung großer Datenmengen. Der Prozess des Einbettens
eines digitalen "Fingerabdrucks" wird dabei in zwei Phasen unterteilt:
Zuerst werden die Mengen der einzubettenden Informationen, ein geheimer
Wasserzeichenschlüssel sowie weitere Parameter festgelegt. Danach wird
die Mediendatei in das Containerformat umgewandelt.

Soll nun eine markierte Datei erzeugt werden, ist neben der
Containerdatei nur noch die einzubettende Wasserzeichen-Information
notwendig. Alle drei Daten, die zum Erzeugen der markierten Kopie
notwendig sind, lassen sich anschließend aus dem Container entnehmen.
Bei Audiodateien für die CD-Produktion auf einem handelsüblichen PC
kann durch diese neue Technik laut IPSI zwanzigfache Echtzeit, bei
MP3-Files 500 bis 1.000 fache Echtzeit erreicht werden. Im Fadenkreuz
stehen vor allem professionelle Musikdiebe, die sich mit regelmäßigen
Besuchen bei Downloadportalen oder Tauschbörsen ihren Lebensunterhalt
finanzieren. "Im Gegensatz zu Rasern wird das Busgeld bei Raubkopierern
aber deutlich höher ausfallen. Denn den Musiklabels steht ein
Schadensersatz zu, der sich nach der Anzahl der herunter geladenen
Raubkopien bemisst – und das kann empfindlich teuer werden", so Kip.

"Zu den Firmen, die bereits unser Wasserzeichen einsetzen, gehören
zahlreiche Unternehmen aus der Hörbuch- und Musikindustrie. Die
Einsetzbarkeit einer ähnlichen Technologie des IPSI gegen
Film-Raubkopierer hat der Verband der Filmverleiher nach einer Studie
bereits bestätigt", kommentiert Kip im pressetext-Interview
abschließend. Die Bremer Firma labeltool GmbH http://www.labeltools.com
hat als eines der ersten Unternehmen, die neue Wasserzeichentechnologie
in ihre Musikbemusterungssoftware iPool integriert. iPool ist eine
Webserver-Software und soll Plattenfirmen die Chance der digitalen
Music-Promotion eröffnen. Firmen könne damit ihre Label-Profile,
Promo-Tracks und Benutzerdaten verwalten, relevante Zielgruppen
definieren, erfassen und online bemustern. Erstmals präsentiert wird
iPool auf der Business-Plattform der Musik und Entertainmentbranch
Popkomm (14. bis 16. September) http:// www.popkomm.de in Berlin.

pte20140808009 Forschung/Technologie,
Computer/Telekommunikation

TrueNorth:
Chip besteht aus einer Mio. "Neuronen"

IBM-Forscherteam
versucht menschliches Gehirn nachzuahmen

(pte009/08.08.2014/10:14) – Forscher von
IBM Research Almaden http://ibm.co/1sjfHSQ haben Details zu "TrueNorth"
veröffentlicht, einem Computerchip, der aus einer Mio. digitaler
"Neuronen" besteht. Das seit einigen Jahren laufende Projekt setzt
bei der Architektur von Computern auf biologische Synapsen und Axone, also die
informationsleitenden Fortsätze der Nervenzellen in der Großhirnrinde. Die
neuesten in "Science" http://sciencemag.org veröffentlichten Ergebnisse sind ein
weiterer Schritt in der Entwicklung von Computern, die vom menschlichen Gehirn
inspiriert werden.

Wenig Energie, hohe Leistung

Das menschliche Gehirn ist auch heute noch
jedem Computer überlegen, wenn es um Aufgaben wie Bild- oder Stimmerkennung
geht. Es schafft all das mit weniger Energie als erforderlich ist, um eine
Glühbirne zum Leuchten zu bringen. Einem Computer ähnliche Fähigkeiten
beizubringen, ist für viele Wissenschaftler wie Kwabena Boahen von der Stanford
University http://stanford.edu
eine reizvolle Vorstellung.

"Als ich das erste Mal gesehen habe,
wie ein Computer arbeitet, war das für mich einfach lächerlich. Ich habe mir
gedacht, dass es da auch eine bessere Möglichkeit geben muss", so Boahen.
Das Nachahmen der Struktur des menschlichen Gehirns könnte Computer
ermöglichen, die laut Forschungsleiterin Dharmendra Modha viel stärker und
effektiver sind als die heutigen. "Wir wollen uns mit der heutigen
Technologie an die Anatomie und Physiologie, die Struktur und die Dynamik des
Gehirns annähern", verdeutlicht die Wissenschaftlerin.

Uneinigkeit über richtigen Ansatz

Wie ein gut funktionierendes künstliches
Gehirn geschaffen werden kann, ist allerdings noch immer Gegenstand zahlreicher
Diskussionen. Neuronen sind analog. Sie stehen damit in einem direkten Kontrast
zu Computern, die auf dem Prinzip von eins und null beruhen. Ansätze, die sich
vom menschlichen Gehirn inspirieren lassen, müssten daher einen Weg zwischen
dieser analogen und der digitalen Welt finden.

Mit TrueNorth setzt IBM auf einen
digitalen Ansatz. Entstehen soll ein Computer, der die Aktivität eines Neurons
nachahmt. Andere Teams, wie das von Boahen, arbeiten immer noch großteils
digital, verbinden diese Elemente aber mit analogen Komponenten, die
Informationen verarbeiten können, die aus vielen verschiedenen Quellen stammen.
Derzeit gibt es noch keine klare Antwort darauf, welcher Ansatz der beste ist.

Diese Projekte könnten jedoch auch bei der
Erreichung des genau entgegen gesetzten Ziels helfen. Es gibt derzeit noch
immer zahlreiche unbeantwortete Fragen über die Funktionsweise des Gehirns und
warum es so gut funktioniert. Wenn ein System einige der Eigenheiten des
Gehirns, wie die Verzögerung zwischen den Aktivitäten der Neuronen, nachbilden
kann, dann könnte es auch Erklärungen für diese Phänomene geben.

Elektronik: Bald gekühlt durch Graphenfilm (Foto:pixelio.de/hiero)

Chalmers (pte001/15.07.2015/06:00) –

Forscher der Chalmers University http://www.chalmers.se/ haben eine Methode entwickelt, die Elektronik mit Hilfe des
Wundermaterials Graphen effizient kühlt. Der dafür entwickelte
Graphenfilm hat eine thermische Leitfähigkeit, die viermal höher ist als
diejenige von Kupfer.

Kühlung als Entwicklungstreiber

Um die Lebensspanne der Elektronik zu erhöhen, ist es
wichtig, sich der Überschusshitze effizient zu entledigen. Dies bringt
in weiterer Folge auch eine signifikante Reduktion des Energieverbrauchs
mit sich. Wie wichtig eine effizientere Kühlung ist, ermittelte eine
amerikanische Studie: Sie zeigt, dass die Hälfte der gesamten Energie
nur dazu verwendet wird, die Computer-Server zu kühlen.

Nachdem schon vor Jahren das Kühlpotential des Graphen
für siliziumbasierte Elektronik entdeckt wurde, konnten die Forscher die
Ineffizienz der Kühlung durch eine reine Graphenkühlung mit einer neu
entwickelten Methode beseitigen.

Kühlung als Entwicklungstreiber

"Wir haben nun das Problem beseitigt, indem wir
kovalente Bindungen zwischen dem Graphenfilm und der Oberfläche – einem
elektronischen Bauteil aus Silizium – gebildet haben", meint dazu Johan
Liu, führender Forscher des Projekts. Das wurde erreicht durch einen
Film aus Siliziumwasserstoff (Silan), der sich zwischen den Graphen und
die elektronischen Komponenten legt. Diese Verbindung verdoppelt dabei
auch die thermische Leitfähigkeit.

"Diese Tatsache kann für mehrere Verwendungszwecke
genutzt werden. Ein Beispiel wäre die Integration eines graphenbasierten
Films in mikroelektronische Geräte und Systeme – wie LEDs, Laser,
Radiofrequenzkomponenten – für Kühlzwecke. Solche Filme könnten auch den
Weg für leistungsfähigere elektronische Geräte ebnen", ist Liu
überzeugt.

Bildung von Transfer-RNAs in Bakterium entdeckt

Braunschweig/Cambridge (pte, 03. Feb 2005 14:57) – Wissenschaftlern der
TU Braunschweig http://www.tu-braunschweig.de und der Yale University
ist der Nachweis einer ungewöhnlichen Strategie der Kombination
genetischer Information gelungen. Beim Studium des Archaebakteriums
Nanoarchaeum equitans haben die Forscher einen bisher unbekannten Weg
entdeckt, zentrale zelluläre Nachrichtenüberträger zu bilden, die den
Aufbau von Zellen steuern. Die Ergebnisse lassen neue
Schlussfolgerungen über die Entstehung des Lebens zu, berichtet das
Wissenschaftsmagazin Nature http://www.nature.com .

Der Parasit N. equitans, der auf Bakterien lebt, ist eines der
kleinsten bekannten Lebewesen. Er gehört zu den wenigen Organismen, die
sich trotz vieler Millionen Jahre der Evolution noch Eigenschaften
einer sehr ursprünglichen Lebensform erhalten haben und daher
Rückschlüsse auf die Entstehung ersten Lebens ermöglichen.

Bisher haben Wissenschaftler angenommen, dass eine Reihe von Genen, die
zur Bildung von so genannten Transfer-RNAs notwendig sind, in den
Genomsequenzen von N. equitans fehlen. Diese Transfer-RNAs sind das
Bindeglied zwischen der genetischen Information und den eigentlichen
Funktionsträgern einer Zelle, den Eiweißen. Die RNAs sorgen dafür, dass
die Bausteine der Eiweiße in der richtigen Reihenfolge zusammengesetzt
werden. Damit kommt diesen Bestandteilen eine existenzielle Bedeutung
für alle Lebewesen zu. Das Wissenschaftsteam hat nun entdeckt, dass
einige Transfer-RNAs in dem winzigen Bakterium von zwei weit
voneinander entfernt liegenden Genen gleichsam in Form zweier
Puzzlestücke gebildet und erst anschließend zu einem Ganzen
zusammengefügt werden.

Das Ergebnis stützt die These, dass eine Vielzahl von Transfer-RNAs
ursprünglich auf diese Weise gebildet wurde. So sollten bei der Suche
nach Transfer-RNA-Genen, die bisher noch nicht nachgewiesen werden
konnten, solche Puzzleeffekte jetzt berücksichtigt werden, berichtet
die TU-Braunschweig.

Tropfen kullern wie Perlen über den beschichteten Stoff (Foto: MIT)

Cambridge (pte003/03.07.2018/06:10) –

Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://web.mit.edu haben ein neues Beschichtungsmaterial vorgestellt, das die Umwelt nicht
belastet und dazu noch besseren Schutz vor Nässe bietet. Das
Imprägnieren von Textilien, um sie wasserabweisend zu machen, ist für
viele Anwendungen unabdingbar. Das reicht von Regenbekleidung bis hin zu
Militärzelten. Das bisher dafür verwendete Material hat allerdings
einen Nachteil: Es schädigt die Umwelt.

"Die meisten Textilien aus Baumwolle oder Seide, die
als wasserabweisend deklariert werden, sind lediglich wasserbeständig",
sagt Professor Kripa Varanasi, der das Team gemeinsam mit seiner
Kollegin Professor Karen Gleason leitet. Wenn man längere Zeit im Regen
stünde, könne das Wasser durchdringen. Letztlich sei es das Ziel, das
Wasser einfach abperlen zu lassen, sodass es auf keinen Fall eindringen
kann.

Neue Anwendung für eine MIT-Erfindung

Die MIT-Forscher setzten an zwei Stellen an, um eine
wirklich wasserabweisende Beschichtung herzustellen. Sie wählten ein
kurzkettiges Polymer aus, das wasserabweisende Eigenschaften hat. Dann
änderten sie die Technik, mit der die Stoffe ausgerüstet werden. Statt
den Stoff wie bisher in eine Flüssigkeit mit wasserabweisenden
Funktionen einzutauchen, sodass er sich vollsaugt und alle Poren
geschlossen werden, setzt das MIT-Team eine Technik namens initiated
chemical vapor deposition (iCVD) ein, die 1996 am MIT entwickelt worden
ist.

Ein Heizdraht fährt bei diesem Verfahren in einem
Abstand von ein bis zwei Zentimetern über das Substrat, in diesem Fall
den Stoff. Er sorgt dafür, dass sich die Moleküle, die Wasser abweisen,
auf der Unterlage ablagern und dort einen Film bilden. Dabei werden
keine Poren verstopft. Der Stoff kann weiter "atmen". Die Nutzung der
iCVD-Technik zur Beschichtung von Stoffen entwickelte Dan Soto, der
kürzlich promovierte.

Auch Ketchup und Kaffee keine Gefahr

Bei herkömmlichen Beschichtungsverfahren werden alle
Poren verschlossen. Sie müssen in einem zweiten Arbeitsgang mit Hilfe
von Luft wieder geöffnet werden. In Tests haben die Forscher die
beschichteten Stoffe diversen Flüssigkeiten ausgesetzt, neben Wasser
auch Ketchup, Kaffee, Natriumhydroxid sowie mehreren Säuren und Basen.
Nichts konnte die Stoffe durchdringen. Außerdem ist die Beschichtung
äußerst haltbar. Sie überstand unzählige Waschgänge. Wenn man den Stoff
extrem belastet, könne es allerdings passieren, dass die Fasern zerstört
werden, räumt Sato ein. "Die Beschichtung bleibt jedoch erhalten."