Diplomarbeit: ein schwimmendes Kraftwerk - Juventus Technikerschule HF

Diplomarbeit: ein schwimmendes Kraftwerk

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An der diesjährigen Diplomarbeitsausstellung der Technikerschule HF Zürich gab es allerhand kreative und innovative technische Projekte zu bestaunen. Besonders ins Auge stach die studiengangsübergreifende Diplomarbeit von Peter Staiger, Kirill Hantsch und Christian Zürrer, die laut Schulleiter Peter Jost „mindestens zweimal baden ging und trotzdem gut rauskam“. Worum es sich dabei handelt?

Drei Absolventen der Technikerschule HF Zürich aus den Studiengängen Maschinenbau und Elektrotechnik hatten sich nach dem Anstoss ihres Diplomarbeitsbetreuers Marcel Höhener in den Kopf gesetzt, ein Strom erzeugendes Boot zu entwickeln. Sofort Feuer und Flamme für die Idee war der Energietechniker Christian Zürrer: „Ich fand es super, weil ich nicht zuhause alleine am PC etwas theoretisch abhandeln, sondern in einer fächerübergreifenden Gruppe etwas erarbeiten wollte.“

Diplomarbeit Generatorboot

Nach Absprache mit seiner Firma war auch der Elektrotechniker Kirill Hantsch, der sich gefreut hat, ein einzigartiges Pilotprojekt im Bereich erneuerbare Energien realisieren zu können, im Team. Schliesslich kam noch Peter Staiger mit ins Boot und die „Fahrt“ konnte losgehen. Wohin die gehen sollte, war zu Beginn noch nicht ganz klar. „Am Anfang ist es schwierig sich das vorzustellen: „Macht ein Boot, das schwimmt und Strom erzeugt. Okay, machen wir mal…“, verdeutlicht der Maschinenbauer den schwierigen Einstieg ins Projekt.

Zuerst mussten die drei Absolventen ihren Platz in der Gruppe finden: „Wie arbeiten wir zusammen? Wie ergänzen wir uns am besten? Wie setzen wir die Fähigkeiten, die jeder Einzelne einbringt, am effizientesten ein? Dieser Findungsprozess war sehr interessant und zeitintensiv, aber unentbehrlich, wie Christian Zürrer meint: „Wir hatten so viele Ideen und die Zeit war begrenzt. Wir konnten nicht einfach planlos drauflos schiessen. Wir mussten das Projekt genau definieren und analysieren punkto Zielsetzung und Aufwand, genau wie in der realen Wirtschaft.

Nichts desto trotz gab es zu Beginn eine Phase, in der die Diplomanden ihrer Kreativität freien Lauf lassen konnten. Kirill Hantsch beschreibt sie so: „Alle Ideen wurden brainstormingmässig zusammengeworfen. Daraus haben wir die Kernidee herausgepickt, aus der das Boot entstanden ist.“ Die technischen Anforderungen an das „Generatorboot 2013“, die das Team definiert hatte, waren sehr umfassend: Es sollte mindestens 500 Watt Generatorleistung zustande bringen (ausgelegt ist die Konstruktion sogar bis 1000 Watt). Die Steuerung muss von Land aus regelbar sein. Möglichst leicht muss die Konstruktion sein und flexibel infolge unterschiedlicher Umweltbedingungen. Das sorgte für ein herausforderndes Dilemma, denn die Leistung steigt proportional mit der Grösse. „Wir wollten möglichst viel damit antreiben, aber das Boot musste gleichzeitig transportabel sein“, bringt es Christian Zürrer auf den Punkt. Herausgekommen ist eine Konstruktion aus drei wesentlichen Einzelteilen: einem Wasserrad aus Aluminiumblech, einer spritzwassergeschützten Getriebeeinheit und einem mit Glasfasern umwickelten Schwimmer aus Styropor. Das Gesamtgewicht beträgt 240 kg.

Den ersten Kontakt mit einem Fliessgewässer hatte das Generatorboot in der Linth bei Benken. Dort zeigten sich noch Kinderkrankheiten, wie ein zu weit hinten liegender Schwerpunkt beim „Surfen“ auf der stehenden Welle und zuwenig starke Schaufeln, die in der starken Strömung einknickten. Die Techniker hatten sofort eine Lösung parat: Eine Verstärkung aus Chromstahl sorgte für die nötige Stabilität.

Eine weitere Wasserung erfolgte in der Sihl, wo die drei Diplomanden das Boot bei Hochwasser eine Nacht lang seiner Bestimmung aussetzten. „Bei einer Fliessgeschwindigkeit von 2 Metern pro Sekunde ergibt sich eine Leistung von 300 Watt, bei steigender Fliessgeschwindigkeit steigt die Leistung bedeutend nach oben“, erläutert Staiger. Kein Wunder also, dass die Chance genutzt und die Leistung für einmal voll ausgereizt wurde. Der Risiken waren sich die Absolventen von Anfang an bewusst: „Es durfte keine Überspannung zustande kommen. Deshalb haben wir ein Sicherheitstool eingebaut, das in solchen Fällen den Generator abstellt“, hat Elektrotechniker Kirill Hantsch vorgesorgt.

Bei der letzten Wasserung bei Richi’s Kiosk an der Sihl kamen die Diplomanden auch auf die Idee für eine erste konkrete Anwendung: „Mit den 500 bis 1000 Watt können wir eine coole Diplom-Party veranstalten. Für gekühltes Bier, guten Sound und die Beleuchtung ist auf jeden Fall gesorgt.“

Bestandene Diplomprüfung und erfolgreich abgeschlossenes Studium hin oder her – so ganz loslassen können sie ihr „Baby“ noch nicht. Bis zuletzt waren sie in ihrer Freizeit noch am Optimieren Ihres Projekts. Zu intensiv und lehrreich war die gemeinsame Zeit. Vor allem in die jeweils anderen Fachbereiche konnte jeder der drei Diplomanden wertvolle Einblicke gewinnen. „Ich nehme sehr viel mit vom Maschinenbau. Ich war erstaunt, wie viel Aufwand und Arbeit dahintersteckt“, ist Kirill Hantsch noch immer beeindruckt. Widersprechen wird Maschinenbauer Peter Staiger dem wohl kaum. Die vielen Stunden, die er auf Teufel komm raus „ghirnet“ und gezeichnet hat, hat er wohl noch lange vor Augen. Aber selbst in den stressigsten Phasen des vergangenen Semesters hat das Team „Generatorboot 2013“ nicht die Nerven verloren sondern immer versucht, sich bestmögliche Rückendeckung zu geben. Diese Erfahrung nehmen die Diplomanden auch ins Berufsleben mit: „Zusammen kann man was erreichen, wenn alle am selben Strang ziehen“, ist Christian Zürrer mehr denn je überzeugt.

Aber auch die Gegensätze, die in den verschiedenen Projektphasen deutlich hervortraten, verbuchen sie als wertvolle Erfahrung: „Leute aus verschiedenen Fachbereichen ticken anders, und sei es nur das Denken im Zentimeter- oder Millimeter-Bereich. Da die Mitte zu finden, war die Kunst“, fasst es Peter Staiger zusammen.

Und wie soll es weitergehen mit dem schwimmenden Kraftwerk? Diplomanden und Betreuer sehen grosses Potenzial im Pilotprojekt. So würdigte auch der Verband Electrosuisse anlässlich der Diplomfeier am 7. September 2013 die Arbeit der Diplomanden mit einer Auszeichnung. Nicht zuletzt deswegen werden die drei Techniker ein Auge darauf haben, wie nachfolgende Absolventen der Technikerschule HF Zürich ab dem nächsten Semester das Generatorboot weiterentwickeln werden: „Wir gehen auf jeden Fall schauen, ob sie es gut gemacht haben. Ob das Boot schon nicht untergegangen ist.“ Die drei „Kapitäne“ verlassen nur ungern ihre Brücke….

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