Flüssiggas - der ideale Kraftstoff für Startwinde und Seilrückholung
umweltfreundlich, wartungsarm, zuverlässig und kostengünstig
Chemie und Physik
Flüssiggas ist eine Mischung aus Propan (C3H8) und 0 - 60% Butan-Anteil (C4H10), die eine Siedetemperatur von ca. -42°C besitzt. Diese Eigenschaft macht es möglich, das Gas unter einem relativ geringen Druck von ca. 8 bar bei 20 °C zu verflüssigen und es auf diese Weise mit geringem Volumen zu speichern. Entspannt man das verflüssigte Gas, so wird es sofort wieder gasförmig und vermischt sich sehr gut mit dem Sauerstoff der Luft, was eine sehr saubere und restlose Verbrennung garantiert.
Aufbau und Funktion einer Gasanlage in Skylaunch-Winden
Flüssiggas ist als Antrieb für Skylaunch-Winden sehr beliebt. Dies hat gute Gründe. Einerseits ist der Kraftstoff preisgünstig, andererseits sind
Gaswinden problemlos und wartungsarm zu betreiben. Es gibt keine Kraftstoffpumpe, das flüssige Gas fördert sich durch den Behälterdruck von ca. 8 bar selbst. Der Tankauslass wird von einem elektromagnetischen Ventil geöffnet, das vom Zündstromkreis betätigt wird. Dann strömt das flüssige Gas zum
Einlassventil des Verdampfers, das vom Unterdruck im Ansaugtrakt des Motors geöffnet wird, sobald sich der Motor dreht. Im Verdampfer entspannt sich das flüssige
Gas. Die notwendige Verdampfungswärme stellt der Kühlkreislauf des Motors bereit. Dadurch kann der Motor auch bei Minusgraden und mit Propan-Butan-Gemisch
(Autogas/LPG bzw. Treibgas) betrieben werden, das meistens preisgünstiger erhältlich ist als reines Propan (Heizgas). Den Gasdruck regelt ein Membran-Einlassventil im Verdampfer. Schließlich strömt das gasförmige Propan bzw. Butan in den Gasmischer, der sich zwischen dem Luftfilter und den Drosselklappen des Motors befindet. Er mischt der einströmenden Ansaugluft die notwendige Menge Brenngas nach dem Venturi-Prinzip zu. Dies geschieht über Einlass-Schlitze, deren Öffnung von einem konusförmigen Schieber verstellt wird. Dieser Schieber wird vom variablen Ansaugluftstrom gegen den Druck einer Feder hin- und herbewegt.
Emissionen und Wartungsaufwand
Im Zylinder verbrennt Gas aufgrund seiner guten Mischfähigkeit mit der Ansaugluft nahezu vollständig, ohne Rüchstände wie Ruß, im Abgas giftiges Kohlenmonoxid oder unverbrannten krebserregenden Kraftstoff (Kohlenwasserstoffe) zurückzulassen oder flüssige Kraftstoffreste in das Motorenö zu waschen. Dadurch bleiben die Zündkerzen immer sauber und trocken, und das Motoröl wird nicht verdünnt und muss nur halb so oft gewechselt werden. Die Abgaswerte sind auch ohne Katalysator, der seine Wirkung im Windenbetrieb sowieso kaum entfalten kann, als sehr gut zu bezeichnen. Eine Anfettung des Gemisches während der Warmlaufphase ist nicht notwendig und reduziert die Emissionen zusätzlich. Aufgrund der guten Brennbarkeit ist der Motor unempfindlich gegenüber Schwankungen des Mischungsverhältnisses, das Gemisch ist deshalb immer gut zündfähig, der Kaltstart problemlos und der Gasmischer muss im Gegensatz zu einem Benzinvergaser nicht eingestellt werden. Im Gegensatz zu einem elektronischen Einspritzsystem kommt eine Venturi-Anlage ohne Elektronik aus, was einen Kosten- und Reparaturvorteil darstellt. Die Windentanks einschließlich der angebauten Fittings sind nach einschlägiger EU-Automobilnorm zertifiziert und müssen nur alle 20 Jahre druckgeprüft bzw. zu verhältnismäßig geringen Kosten erneuert werden. Eine zweijährliche Abnahme durch einen Vertreter einer Prüforganisation wird empfohlen (Kosten für die Sicht- und Dichtigkeitsprüfung ca. 35 Euro). Im Gegensatz zu flüssigen mineralischen Kraftstoffen stellt Gas keine Gefahr für das Grundwasser dar, was Flugplätzen in Schutzgebieten sehr entgegenkommt.
Gewinnung, Klima-Aspekte und Verbreitung
Propan und Butan sind Nebenprodukte der Mineralölindustrie. Sie fallen bei der Förderung und Verarbeitung von Erdgas und Erdöl an und werden normalerweise abgefackelt, wenn für sie kein Abnehmer gefunden wird. Die Nutzung von Propan und Butan kann deshalb als klimaneutral bezeichnet werden.
Flüssiggas ist auch unter den Namen Autogas oder LPG (Liquid Propane Gas) bekannt und in Europa zum Antrieb von PKW mit Ottomotoren inzwischen weit verbreitet. An der Spitze der Nutzung liegen Staaten wie die Niederlande, Belgien, Italien, Großbritannien, Frankreich und Polen, aber auch in Deutschland ist mittlerweile an jeder zweiten Tankstelle Autogas erhältlich. Die Umrüstung von Fahrzeugen ist wegen der geringen Betriebsdrücke von Tanks, Leitungen und Ventilen technisch einfach und damit preiswert, die hohe Energiedichte ermöglicht deutlich größere Reichweiten als Erdgas (Methan, C1H4). In den genannten Ländern bieten die PKW-Hersteller viele ihrer Modelle bereits ab Werk mit Autogasantrieb an. In Deutschland hat der Flüssiggasantrieb bei Gabelstaplern, die wegen der sauberen Verbrennung auch in geschlossenen Räumlichkeiten betrieben werden, einen festen Platz. Auch zum Heizen ist Flüssiggas (meist in Form reinen Propans) in Gegenden ohne Anschluss an das Erdgasnetz eine gängige Lösung und Alternative zum Erdöl. Deshalb ist das Versorgungsnetz für Heizgastanks, Camping- und Ballongasflaschen hierzulande dicht, und Frei-Haus-Lieferungen sind kein Problem.
Brennstoffkosten und Versorgung
Der Preis für Flüssiggas liegt in Deutschland, abhängig von Mischungsverhältnis, Region und Lieferant, bei ca. 50-100 €ent pro Liter und ist im Gegensatz zu Benzin- und Dieselkraftstoffen recht stabil.
Betankung und Bevorratung
Der oder die Windentanks werden üblicherweise mit Hilfe einer Hand-, Druckluft- oder Elektropumpe, eines Temperaturgefälles oder eines Höhenunterschieds aus einem großen stationären Tank befüllt, den man kaufen oder von einem Vertrags-Gaslieferanten gegen einen geringen Mietzins zur Verfügung gestellt bekommen kann. Bei Skylaunch sind Flüssiggas-Füllpumpen sowie -Umrüstsätze für andere Flugplatzfahrzeuge erhältlich.
Das Gas aus einem stationären Vorratstank ermöglicht auch die Beheizung von Flugplatzgebäuden, die Warmwasserbereitung und den Küchenbetrieb, was bereits auf vielen Fluggeländen praktiziert wird. Dabei ist darauf zu achten, dass für den Verbrauch der Winde der erhöhte Steuersatz auf Treibgas entrichtet werden muss. Dieser beträgt jedoch nur wenige Cent pro Liter und kommt durch den vergleichsweise geringen Verbrauch von Heizanlagen kaum zum Tragen, was für die Anschaffung einer geeichten Gasuhr oder einer getrennten Tankanlage nicht unbedingt zutrifft.
Alternativ kann die Winde auch an einer nahe gelegenen Autogas-Tankstelle befüllt oder mit Anschlussstücken für Ballongasflaschen ausgestattet werden, die man bei einem Gashändler nachfüllen lässt. Mit einer normalen 40-Liter-Flasche sind bis zu 70 Starts möglich, das entspricht einer Gasmenge von 20 kg. Diese Lösung empfiehlt sich für Kunden mit geringen Startzahlen und kurzen Schleppstrecken.
Neuerdings gibt es auch mobile Miettanks, die auf dem Winden-LKW montiert werden können und mit mehreren hundert Litern Fassungsvermögen bis zu 1000 Starts ohne Nachtanken erlauben. Diese Tanks können direkt aus dem Liefertankwagen nachgefüllt werden, so dass zur Betankung keine eigene Infrastruktur angeschafft werden muss. Die Wartung und Nachprüfung dieser Tanks übernimmt der Eigentümer, d.h. der Vertrags-Lieferant.
Links zu Lieferanten, Tankstellen und Ausrüstern: