Ostschweizer Fachhochschule/Campus Rapperswil: Effizienter Schneetransport im Rohr
Feldversuche haben es gezeigt: Schnee kann durch eine Rohr- oder Schlauchleitung effizient und ohne Störung befördert werden.
Ein Team des IPEK/Institut für Produktdesign, Entwicklung und Konstruktion der Ostschweizer Fachhochschule OST/Campus Rapperswil arbeitet seit 2017 an der Entwicklung eines neuartigen Schneefördersystems. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF unter Federführung von Hansueli Rhyner konnte man dabei in den letzten Jahren Vorstudien und erste Feldversuche etwa in einer Kiesgrube in Davos oder am Flüela Pass durchführen, die teilweise von der Innosuisse Bern gefördert wurden. Im Dezember 2022 hat man schließlich in Elm GL/Kanton Glarus in einem weiteren Praxistest die Richtigkeit des Arbeitsansatzes eindrucksvoll demonstriert – das Schneefördersystem hat die Anforderungen gemeistert. „Damit wird es möglich, substanzielle Schneemengen aus einem Snow-Farming-Depot zu verteilen oder Schnee direkt bei einer zentralen Wasserquelle wie einem Reservoir zu produzieren und ihn dann durch einfache Schlauch- oder Rohrleitungen dorthin zu befördern, wo der Schnee benötigt wird“, so Projektleiter Prof. Dr. Albert Loichinger.
Transport ohne Verklumpen
Die zugrundeliegende Technik der Beförderung ist weitgehend bekannt und hat sich in anderen Bereichen wie etwa der Beförderung von Pellets, Zement oder Asche bereits bewährt. Der feinkörnige Schnee wird demnach im Schlauch oder Rohr mithilfe einer stabilen Luftströmung befördert, sodass eine Strömungsgeschwindigkeit von rund 25 bis 30 m/s vorhanden ist.
Ein neuralgischer Punkt war bisher allerdings immer das Einbringen von Schnee in den Fördermechanismus. Die bekannten Einschleusekonzepte wie z. B. Trichter oder Zellradschleusen, die bei granuliertem Material üblicherweise gute Dienste leisten, haben bei Schnee nämlich nicht funktioniert, weil hier immer die Gefahr besteht, dass er verklumpt oder sintert. Hier konnte das IPEK nun Abhilfe schaffen und sorgt mit einem neuartigen Ansatz beim Einschleusen von Schnee dafür, dass die feinkörnige Schneestruktur erhalten bleibt. Dann kann er über mehrere hundert Meter transportiert werden, wobei auch engere Radien problemlos gemeistert werden. Möglich ist das durch eine kontinuierliche Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit, sodass die Schneekristalle auseinandergehalten werden. Auf diese Weise wird vermieden, dass sie an ihren Berührungspunkten zusammenwachsen, also sintern. Unerwünschte Schneeansammlungen oder Stauungen, und somit Verstopfungen in der Rohr- oder Schlauchleitung werden verhindert.
„Im Moment ist das IPEK gerade dabei, Schlüsselbauteile zu konstruieren, weil es diese natürlich nicht von der Stange gibt“, so Prof. Loichinger. Im Sommer sollen diese dann gebaut werden, damit man die Maschinentechnik in der Folge bei unterschiedlichen Schneebedingungen testen kann. Im Fokus dabei steht:
* Materialeinsatz und Energieeffizienz der Förderung,
* Ermittlung der Auslegungsdaten, also Förderleistung, Anlagendimensionierung, Automatisierung für mannlosen Betrieb,
* Ermittlung der Schneeeigenschaften und Veränderungen durch die Förderung,
* Erschließung weiterer Anwendungsgebiete (Bahn auf dem Gleis, Schneeräumung, Flachdachabräumungen).
Um in allen Belangen, die den Schnee betreffen, zu aussagekräftigem Datenmaterial zu kommen, wird man die enge Zusammenarbeit mit dem Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF fortsetzen. Gemeinsam mit Umsetzungspartnern soll also ein marktreifes System auf den Weg gebracht werden, das hinsichtlich eingesetzter Energie und der Förderleistung die Bedürfnisse der Wintersportdestinationen im Alpenraum erfüllen kann. „Geplant ist eine nutzbare erste Anlage im kommenden Winter 2023/24“, so Prof. Loichinger.