Teil 1: Wie erzeugt man die perfekte Welle für Surfer?

Tom Lochtefeld hat seinen Lebenstraum wahr gemacht: einen Wellenpark zu bauen, der Surfern das Gefühl vermittelt, tatsächlich am Meer zu sein. Um diese perfekten Wellen zu erzeugen, brauchte Surf Loch-Unternehmensgründer und CEO Lochtefeld nur noch eines: die richtige Technologie, mit der er die verschiedenen Elemente steuern kann – wie etwa die erforderliche Menge an Energie sowie das Wasser im Wellenbecken und natürlich das richtige Timing der Wellen. 

Um seine Surf Loch-Technologie zu entwickeln und auf das heutige hohe Niveau zu bringen, ließ Lochtefeld seine jahrelange Erfahrung hinter sich und setzte auf moderne Technologie und die damit möglich gewordenen, hohen Rechenleistungen. 

Je weiter die Software und Automatisierungstechnik sich entwickelte und je mehr Möglichkeiten sie bot, desto mehr sanken die Kosten der Computerisierung. Das Unternehmen konnte somit in digitale Tools investieren und entschied sich für das Xcelerator-Portfolio von Siemens und dessen umfangreiche Funktionen. Damit ist Surf Loch nun in der Lage, seine eigenen Wellenanlagen zu programmieren, zu erstellen und zu optimieren. 

Ein weiterer wichtiger Faktor spielte eine große Rolle: Der Surfsport hat in den letzten Jahren zunehmend an Popularität gewonnen. Der entsprechende Mindset und das Marketing sowie die Tatsache, dass Surfen nun weltweit möglich ist und auch eine entsprechende Nachfrage vorhanden ist, führten zu exponentiellem Wachstum. 

„Als ich seinerzeit anfing, interessierte sich kaum jemand fürs Surfen. Man braucht einen Markt, um Wert zu schaffen und Unternehmen zu motivieren, in Software und fortschrittliche Maschinen zu investieren. Durch diese Kombination verschiedener Faktoren sind wir schließlich dahin gelangt, wo wir heute sind,“ erläutert Lochtefeld. 

Surf Loch hat inzwischen ein Level erreicht, wo das Unternehmen seine Produkte verpacken und an Kunden versenden kann, damit Surfen für jedermann und überall auf der Welt möglich ist – zu Kosten, mit denen ein Wellenbecken aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten eine rentable Investition ist. 

Wie erzeugt man die perfekte Welle für Surfer?

Wie unterscheidet sich diese neue Technologie von allen anderen am Markt? 

In den meisten Wellenbecken wird das Wasser gedrückt. Das gilt selbst für solche, die speziell für Surfer konzipiert sind. Der große Unterschied besteht darin, dass Surf Loch Wellen im Wasser formt und gestaltet – und das ist extrem anspruchsvoll. Insofern hat Surf Loch ein Alleinstellungsmerkmal, denn das Unternehmen ist als einziges in der Lage, Wellen so zu formen, dass sie das gewünschte Verhalten aufweisen und unterschiedliche Wellentypen konsistent und zuverlässig erzeugen. 

Michael Brown, Ingenieur bei Surf Loch, beschreibt: „Wellen zu formen ist eine wirkliche Herausforderung. Sie müssen mathematisch perfekt berechnet werden, damit sie funktionieren. Wenn man einen Stein in einen Fluss wirft, entsteht eine konzentrische Bewegung im Wasser und eine Welle. Allerdings ist eine solche Welle bei weitem nicht zum Surfen geeignet.“ Um eine Surfwelle zu erzeugen, muss man Folgendes sicherstellen: Wenn die Welle die Druckluftkammer (d.h. eine pneumatische Wellenkammer) verlässt und sich aufgrund der Schwerkraft in Bewegung setzt, müssen sowohl die Ausbreitung, als auch die Amplitude, als auch die Wellenlänge jeweils perfekt sein. Nur dann lässt sich die Welle kontrollieren.“ 

Seiner Meinung nach braucht man dazu unbedingt die richtige Software: eine Software, die präzise genug ist, um die Ventile genau zu steuern, die ihrerseits die Luft steuern, wodurch wiederum das Wasser gesteuert wird und schließlich dann das Brechen der Welle. 

„Wenn wir eine Welle erzeugen, kontrollieren wir jeden Aspekt der Wellenbildung auf die Tausendstelsekunde genau. Um eine derart hohe Präzision zu erzielen, braucht man optimale Hardware und Software“, betont Lochtefeld. Folgende Voraussetzungen müssen erfüllt sein, um präzise Wellen zu erzeugen: Es muss eine Energiequelle vorhanden sein, die wir über Bedienkonsolen steuern, damit die verschiedenen Motoren sich in Bewegung setzen, die ihrerseits die Gebläse durch eine Kombination aus Energie und Vakuum antreiben. So werden die Druckluftkammern (Caissons) gefüllt. Die Druckluftkammern haben eine Öffnung in Richtung Pool, sodass das Wasser hochgesaugt und anschließend aus dem Pool heraus und dorthin wieder zurückgedrückt wird. Durch die Formung des Wassers entsteht schließlich die erforderliche Energie für die Bildung der Welle. 

Lochtefeld fährt fort: „Wir unterteilen diesen gesamten Prozess in mehrere Druckluftkammern. So können wir jede Kammer in Relation zu sich selber in einzelnen Inkrementen steuern. Das gibt uns die Möglichkeit, unterschiedliche Abläufe und Wellenformen zu erzeugen.” 

Aus seiner Sicht war der FlowRider der erste Meilenstein auf diesem langen Weg. Bei diesem Typ von Wellenmaschine bewegt sich das Wasser nach oben, wobei die Schwerkraft den Surfer nach unten zieht. Das Prinzip ähnelt einer Wassertretmühle, wo der Läufer an einer bestimmten Position steht und sich das Kautschukband unter seinen Füßen weiterbewegt. „Heutzutage geht es uns darum, wirkliche Meereswellen in einem Becken zu erzeugen und sicherzustellen, dass sich die Wellen für den Surfer genau wie im Meer anfühlen. Deshalb haben wir physikalische Eigenschaften gewählt, die identisch sind mit jenen der Surfwellen im Meer und diese auf kleinstem Raum reproduziert“, fügt Lochtefeld hinzu.

Druckluftkammern zur Erzeugung von Meereswellen für Surfer

Die Mitarbeiter von Surf Loch vereint ihre Leidenschaft, den Surfsport mit modernster Technologie zu verbinden. Bryan Behr, Leiter Projekt- und Prozessentwicklung bei Surf Loch, bringt es auf den Punkt: „Wir alle haben die perfekten Wellen in unsere Skizzenbücher gezeichnet, als wir noch zur Schule gingen. Und heute sind wir hier bei Surf Loch und erzeugen tatsächlich die perfekte Welle! Das ist einfach großartig und ich bin sehr dankbar dafür.“

Damit endet Teil 1 unserer Serie. In Teil 2: Wie erstellt man den digitalen Zwilling einer Meereswelle?zeigen wir Ihnen, wie Siemens die reale und die digitale Welt miteinander verbindet und Surf Loch dabei unterstützt, die Welle zunächst zu simulieren, bevor sie tatsächlich erzeugt wird.

Erfahren Sie mehr über zur Software, zu den angebotenen Services sowie zur Low-Code-Plattform zur Entwicklung von Anwendungen auf Basis des Xcelerator-Portfolios von Siemens. Hier klicken.

Leave a Reply

This article first appeared on the Siemens Digital Industries Software blog at https://blogs.sw.siemens.com/xcelerator/2021/05/25/wie-erzeugt-man-die-perfekte-welle/