Im Jahre 1974 gab es die erste Ölkrise. Das führte zum autofreien Sonntag und auch zu Massenentlassungen: Jungen ungebundenen Leuten, denen man am meisten zutraute, schnell einen neuen Arbeitsplatz zu finden, wurde in großer Zahl gekündigt.
So erging es auch dem Vater der ELSE (EL ektrische S olar E isenbahn), der kurz zuvor sein Diplom als Kfz- Ingenieur abgeschlossen hatte. Es verschlug ihn zu den dunklen Seiten des Automobilismus, seitdem rekonstruiert er Verkehrsunfälle.
Ein solcher Berufseinstieg, die Liebe zur Eisenbahn, zur Physik und zum Handwerk führte 1988 zum auch im Modell dargestellten Entwurf für einen preiswerten Vorortzug, der auf den Hamburger U-Bahn Gleisen weiter fahren könnte, aber auf kurzen Strecken weder Fahrdraht noch Stromschiene braucht (Antrieb elektrisch, Akkus als Energiespeicher, Dieselgenerator als Energiereserve). Das obenstehende Foto zeigt das Modell, nun auch ausgestattet mit Fotovoltaik auf dem Dach.
Damit wäre nur ein ganz normales, ebenerdig geführtes Eisenbahngleis als Fahrweg notwendig, also keine durchgehend geführte Stromschiene.
Als 1990 die Ostdeutschen die Grenze niedermachten und viele eigentlich genial einfach gebaute Trabis die Luft verpesteten, entstand das "Öko-Auto", das mit der Offenlegungsschrift DE 40 00 617 A 1 vielleicht die Hürden des deutschen Patentwesens genommen hätte (Irgendwann nahm die Bürokratie überhand).
Beide sind sozusagen Ahnen des Gebrauchsmuster- geschützten Antriebs "Elektroantrieb mit generator- gestütztem Akku", dessen Untergruppe der in der ELSE verwirklichte Solarantrieb ist.
Die sehr guten Betriebsergebnisse der ELSE bei vielen Veranstaltungen sind ein fahrender Beweis dafür, dass auch die anderen Projekte funktioniert hätten.
Die Verbindung ansprechender Fahrleistungen mit der Solartechnik gelang bei der ELSE durch ein "Pendeln" der Energie: Bei einer Kinderschaukel, wie sie jeder kennt, werden wechselnd Energie der Lage in Bewegungsenergie verwandelt und zurück.
Bei der ELSE wird beim Beschleunigen oder Berg Fahren elektrische Energie verbraucht, beim Bremsen oder Gefälle Fahren wird sie großenteils zurückgewonnen. Die Verluste durch Luft- und Rollwiderstand werden durch den Solarstromerzeuger auf dem Dach ausgeglichen, notfalls kann auch mal nachts Windstrom geladen werden.
Starker Strom fließt also zwischen Motor und Akku hin und her, schwacher Strom fließt beim Fahren an den Akkus vorbei direkt in den Motor, beim Stehen hält er die Akkus fit. Dabei hilft auch folgende Überlegung: Fast kein Fahrzeug fährt ständig mit Volllast, unsere Pkw werden z.B. im Durchschnitt nur 40 min am Tag betrieben. Bei der ELSE ist auch Stillstand Ladezeit.
Nach mehr als zwei Jahren Betriebserfahrung erwies sich die elektrische Ausrüstung als völlig störunanfällig. Auch reichte die Energiereserve an Bord bisher aus, um auch extreme Beanspruchungen zu überstehen, wie sie auf kurzen Demostrecken mit 300 bis 400 mal am Tage Beschleunigen und Bremsen auftreten. Nacharbeiten wurden an Fahrwerk und Rahmen vorgenommen, so dass nun auch extrem schlecht verlegte Strecken problemlos befahren werden können.
Mit den in den Akkus gespeicherten drei Kilowattstunden (3 kWh entsprechen der Energie von 0,3 Litern Benzin) fährt die ELSE im Schatten 60 km mit 80 Stops, so ausprobiert im Wald bei Schmuddelwetter auf der schönen Parkbahn Wuhlheide in Berlin- Köpenick.
“Das kann nicht funktionieren!" sagte ein seriös wirkender Herr am 9. Juni 2001 auf der Weltmesse “Solar Energy" in Berlin, wo auf dem Freigelände 240 m Gleis verlegt waren und die kleine Eisenbahn “ELSE" schon den zweiten Tag nur mit Solarenergie bis zu 15 Besucher hin- und herfuhr.
Am dritten Tag ohne Nachladen, einem regnerischen Sonntag, kam er wieder, der vorher auf die Utopie des Vorhabens hingewiesen hatte: mit skeptisch-grimmigem Blick, um endlich den Stillstand des Vehikels zu erleben. Klappte nicht, das Ding fuhr bis zu Ende.
Statt dessen wurden Lehrgänge in Solarbahnfahren erteilt: Der jüngste Teilnehmer war drei Jahre, der älteste 95 Jahre alt, ein früherer Bundesbahndirektor.
Else heißt Elektrische SolarEisenbahn. Sie ist eine kleine Schmalspureisenbahn, die erstmals im Sommer 2000 öffentlich vorgestellt wurde, offenbar die weltweit erste Solarbahn.
Seitdem fuhr sie, oft auf kurzfristig verlegten Gleisen, in Hamburg (Jungfernstieg, Lange Reihe, Messe Nordelektro, mehrfach Umweltzentrum Karlshöhe, Ottenser Hauptstraße, Spreehafenfest Wilhelmsburg, Theodor-Fahr-Straße, Verkehrsübungsplatz Gründgensstraße, Schule Hegholt, Gymnasium Heidberg), Berlin (vorm Brandenburger Tor mit Nina Hagen, Messegelände, mehrfach BPE in der Wuhlheide bei Köpenick), Dresden bei Solarwatt und bei der Europäischen Fotovoltaikkonferenz 2006 auf dem Theaterplatz, Potsdam, Lübeck bei der Vorwerker Kleinbahn zum Sommerfest und Martinsmarkt, an vier Orten in Lüneburg, Gütersloh, Hildesheim, Bielefeld, Halberstadt, Eichenberg, Bad Orb, Plauen/Vogtland, Chemnitz, Chemnitz-Hilbersdorf, Görlitz, Bad Muskau, Cottbus, Schwichtenberg (MPSB), AltSchwerin, Lage/Lippe, zur Hallig Nordstrandischmoor, Aumühle, Bad Sülze, Herrenleite, Grabow/Wendland, Malente, Neuhaus/Elbe, Preten, Bad Bramstedt, Wörme, Deinste, Stapel, Niendorf, Vorderhagen, Besitz, Güster, Brahlstorf, Gnarrenburg, Schlanstedt, Schloß Wotersen, Trebel, Stiepelse, sogar in Schweden (Ohs-Banan) und natürlich in Buchhorst bei Lauenburg. Dort ist sie bei der Buchhorster Waldbahn zuhause und das am meisten genutzte, weil zuverlässigste und im Betrieb preiswerteste Fahrzeug.
Die Else hat inzwischen sehr viele Fahrgäste befördert, viele sind auch selbst gefahren. Alle waren beeindruckt von der Sparsamkeit und der einfachen Bedienung. Sofort tauchen Fragen auf, warum nicht unsere Autos so betrieben werden. Und nachdenklich sind alle geworden, wenn ihnen der Wirkungsgrad z.B. eines Benzinautos im Stadtverkehr vorgerechnet wurde: Der liegt bei zwei bis fünf Prozent. Das bedeutet für 100 Euro tanken, für fünf Euro fahren. Die Ursache ist bekannt: Kaltstart, Leerlauf, bis dahin wird nur verbraucht. Anfahren mit schleifender Kupplung: Die Hälfte geht als Reibungswärme verloren. Beim Beschleunigen werden für ein paar Sekunden etwa 30 bis 40 % Wirkungsgrad erreicht. Beim Rollen mit Tempo 50 liegt der aber selbst im größten Gang bei 8 %. Beim Bremsen geht die ganze Bewegungsenergie verloren. Mit dem ELSE- Antrieb steigt der Gesamt- Wirkungsgrad auf ca. 80%. Zudem kann regenerative Energie optimal genutzt werden, notfalls wird für ca. 60 Cent mal Windstrom geladen.
Der Antrieb der Else ist radikal und einfach. Es ist ganz schlicht ein Akkutriebwagen, der auch Notbremsungen und lange Gefällefahrten zurückspeist und damit ein Optimum an Energieeffizienz bietet. Energie kann also verlustarm “pendeln" zwischen Bewegungsenergie und elektrischer Energie. Damit auch die Else nicht irgendwann mit leerem Akku stehen bleibt, wird der durch einen Generator ständig nachgeladen, bei der Else sind es Solarzellen auf dem Dach. Es kommt für größere Leistungen auch ein Verbrennungsmotor in Frage, dem aber seine schlimmsten Eigenschaften genommen werden: Kein Leerlauf (völlig ineffizient), kein Teillastbetrieb (sehr ineffizient) sondern nur Arbeiten im besten Betriebspunkt. Und nur mit einem Energiespeicher an Bord sind Rückspeisungen beim Bremsen und Gefälle-Fahren möglich. Der Elektroantrieb mit Generator- gestütztem Akku (s. dt. Gebrauchsmuster 200 11 583.9) kennt keinen Leerlauf oder Teillastbetrieb von Kolbenmaschinen, keine reibenden Brems- oder Kupplungsbeläge mit ihrem totalen Energieverlust (wenn man von weiterer Erderwärmung mal absieht), ermöglicht damit ein Elektroauto mit seinen vielen Vorteilen, das aber im Gegensatz zum reinen Akkubetrieb nie stehen bleibt und dann lange Ladezeiten benötigt. Auch sind viel weniger der teuren Akkus erforderlich und die halten auch länger, weil im normalen Fahrbetrieb der Strom am Akku vorbei direkt in den Motor fließt. Der Akku ist also die “Schnittstelle" zur Nutzung regenerativer Energien wie Wind und Sonne.
Die Else hat einen Solarstromgenerator auf dem Dach, der z.B. im Jahr 2008 ab März bis zum Oktober vollständig die nötige Energie für den Betrieb lieferte, obwohl so schwierige Betriebsbedingungen wie drei Tage über Pfingsten beim Feldbahnverein Herrenleite (Dresdner Feldbahnverein) dabei waren, viele Fahrtage bei der BWB und Dauerbetrieb beim Vorwerker Sommerfest in Lübeck. Aber im Oktober reichte es beim fast ununterbrochenen Betrieb auf der Wissenschaftsmesse “Geniale" in Bielefeld nur noch für einen Tag. Das Wetter war trübe, die kurze Demo- Strecke verschattet. Da mussten denn doch nachts mal ca. 2 kWh Windstrom geladen werden, Elses Papi ist an solchen Mühlen beteiligt.
Die Else ist eine vierachsige Schmalspureisenbahn mit 600 mm Spurweite, Länge über Puffer 4,20 m, Breite 1,45 m und Höhe 2,1 m. Sie hat sechs Sitzplätze und fährt 15 km/h, eine typische Höchstgeschwindigkeit von Eisenbahnen dieser Spurweite. Sie ist ein eigener Entwurf, einige Arbeiten am Fahrwerk wurden aber vergeben. Das wurde dann durch eine auf alle Räder wirkende Handbremsbetätigung, Aufbau, solare Stromversorgung, Armaturen, Beleuchtung und Inneneinrichtung ergänzt. Das Fahrgestell wurde noch soweit geändert, dass es als Vierachser mit zwei Drehgestellen auch auf sehr uneben verlegten Strecken nicht entgleist.
Das Design sollte nicht zu utopisch aussehen und eine große Dachfläche aufweisen. Weil die Else in einer Scheune auf dem Gebiet der früheren DDR entworfen und fertiggestellt wurde, wurden passend dazu Trabi-Scheinwerferringe verwendet.
Die Farbgebung hat weder etwas mit Schweden noch mit einer Partei zu tun: Gelb steht für die Sonne, blau für die Farbe der Solarzellen auf dem Dach. Danach wurden ein Straßenanhänger mit Holzgleis für den Transport, den die Else mit ca. 15 % Steigung selbst hochfährt, eine Kutsche mit diesem Antrieb versehen und eine Solarlok für dieselbe Spurweite gebaut. Eine neue Else ist im Bau.
Gäbe es keinen Vandalismus, könnte die Else dauernd draußen stehen und mit ihren Solarkollektoren und ihrem Speicher nennenswert der Stromversorgung dienen. Sie würde bei den bisherigen Betriebsbedingungen deutlich mehr Strom erzeugen als sie für das Fahren verbraucht, ist also ein “Plusenergiefahrzeug³.
Aber sogar die Else ist schon im Fahrbetrieb Opfer eines Steinewerfers geworden, wodurch ein Fenster zerbrach und ein hübsches junges Mädchen fast am Kopf getroffen wurde. Deshalb steht die Else bei Nichtgebrauch verschlossen im Schuppen.
Die Else kann man mieten und mit ihr Geburtstage, Hochzeiten und alles andere feiern: Else fahren hat bisher jedem viel Spaß bereitet.
Die Else hat auch Vorgänger:
Im Jahr 1989 wurde eine leichte Stadtbahn konzipiert, passend zum Hamburger U- Bahnnetz und dieses ergänzend, mit Akku und Diesel- Generator rückladefähig, aber nicht angewiesen auf Stromschiene oder Fahrdraht. Die Bahn fand Anklang bei der Industrie: Die Fa. Auwärter, deren elegante Kohlefaser- Buskarosserien samt Innenausstattung verwendet werden sollten, hat sich ernsthaft mit dem Thema beschäftigt. Auch erinnern einige neue Triebwagen anderer Hersteller daran.
Im Jahr 1989 hatten die DDR- Bürger die deutsch- deutsche Grenze niedergetreten: Viele genial einfache, im Abgasverhalten aber nicht zumutbare Trabis und Wartburgs kamen herein. Das führte 1990 zur Konzipierung des “Öko- Pkw", siehe Patentanmeldung DE 40 00 617 A1, die bis zur Offenlegung verfolgt wurde. Es ist ein dreisitziges leichtes Hybridfahrzeug. Leider interessierte sich die deutsche Autoindustrie nicht dafür, das Öl war wohl noch zu billig. Nach der Offenlegung konnte jeder ein solches Fahrzeug bauen.
Alle Rechte, auch auszugsweise, bei Uli Ottensmeyer, Eckerkamp 148 in 22391 Hamburg, Tel 040 5361503, 0172 43 50 298, www.solarbahn.de