Coole Motoren mit ShowerPower

Tür auf, Tür zu: So ein Fahrstuhl muss täglich Schwerstarbeit leisten. Dabei laufen seine elektronischen Bauteile zwischendurch immer wieder heiß. Ein Problem für jedes Material. Kühlung tut da not. Und zwar möglichst schnell. Sonst ist der Antrieb nach wenigen Jahren defekt und muss aufwendig repariert werden. Und das kostet Geld. Der Kieler Physiker Ronald Eisele:

"Also, überall wo viel Strom fließt, schwitzen Bauelemente. Und dann müssen sie gekühlt werden. Manchmal gelingt das durch Luft und manchmal auch nur durch strömendes Wasser. Wie wir das aus dem Auto auch kennen. Durch einen Wasserkühler."

Ronald Eisele und seine Kollegen von der Fachhochschule Kiel haben sich dafür eine ganz besondere Lösung ausgedacht: Das System ShowerPower:

"Also der Name ShowerPower geht zurück auf die Geschichte, dass sein Erfinder es unter der Dusche als Eingebung hatte. Aber ich bestreite das!"

Ronald Eisele muss es wissen: Denn er selbst ist der Erfinder. Aber seine Erfindung funktioniert tatsächlich ähnlich wie eine Dusche. Auch bei ihr strömt Wasser. In seinem Labor führt Eisele das ShowerPower-Verfahren vor:

"In unserem Prüfstand pumpen wir jetzt Kühlwasser, so wie wir es auch im Auto vorfinden, durch die ShowerPower-Kühlerbox an dem heißen Bauelement vorbei. In diesem Fall ist es sogar ein Bauelement aus einer Windkraftanlage. Dort hat man auch das Problem, das schwankende Lasten zu großen Temperaturunterschieden führen. Das kann man nur ertragen, wenn man gut kühlt. Und das tut nun dieser Flüssigkeitsstrom."

Das neue Kühlsystem soll so wenig Wasser verbrauchen wie möglich. Und dabei auch noch in Sekundenschnelle kühlen:

"Der Trick ist eigentlich, dass man mit wenig Wasser viel Wirkung erzeugt. Und dazu muss man das Wasser sehr turbulent an den heißen Flächen vorbei führen."

Je schneller Wasser fließt, strudelt und wirbelt, desto mehr Wärme kann es aus dem heißen Bauteil heraus aufnehmen. Und damit auch besser kühlen. Natürlich darf das Wasser dabei nicht mit der empfindlichen Elektronik in Berührung kommen. Die Lösung: Eine kleine, flache Plastikbox, nicht größer als eine Tafel Schokolade.

"Die einfachste Art, Turbulenz zu erzeugen ist, das Wasser um scharfe Ecken, um Hindernisse herum zu führen."

Und so ist im Inneren der kleinen Plastikbox ein Labyrinth aus kurzen Gängen, durch das das Wasser hindurchstrudelt. Ronald Eisele montiert jetzt die Plastikbox auf ein elektronisches Antriebsteil, das vorher in einer Windkraftanlage gesteckt hat. Das Teil ist übrigens auch nur so groß wie die Box:

"Und jetzt können wir - Wasser Marsch! - die Kühlung in Gang setzen."

Und schon strudelt das Wasser durch die Box und kühlt die Elektronik. Dieter Miekdalek, Ingenieur an der Kieler Fachhochschule, hat die Wirkung des neuen Kühlsystems gemessen. Elektroantriebe halten mit ShowerPower bis zu viermal länger als bisher:

"Aus zwei Jahren werden dann acht. Es können auch mehr werden. Man kann das Bauteil praktisch einbauen und dann vergessen. Dann funktioniert es. Also, wir sind einen ganzen Sprung nach vorne gekommen."

Die ShowerPower-Kühlerbox besteht nur aus Plastik und ist deshalb in der Anschaffung sehr günstig. Das ist sehr wichtig für die Industrie, die das neue System ja kaufen soll. Und: Durch das neue Kühlsystem gehen die Elektrobauteile zum Beispiel in einer Windkraftanlage seltener kaputt. Dieter Miekdalek:

"Das ist eine erhebliche Kostenersparnis, weil man nicht mehr so häufig Service-Menschen in die Nähe der Kabinen schicken muss."

Das neue Kühlsystem ist vielseitig einsetzbar. Unter anderem in Fahrstühlen, und auch an Elektro-Bauteilen in Windkraftanlagen. Die Industrie interessiert sich schon für die Erfindung. Eine Firma in Schleswig baut und verkauft die ShowerPower-Box.