Alles begann mit einer Luftmatratze im Schwimmbad. Heute steht dahinter ein thermisch angetriebenes Auftriebskraftwerk mit druckausgeglichener Schleusentechnologie. Erfinder und Technikchef Zeki Akbayir erklärt, wie aus dem archimedischen Prinzip planbarer Strom wird – und warum der eigentliche Trick im Druckausgleich liegt.
Business Leaders: Herr Akbayir, die Ursprungsgeschichte klingt fast zu schön: Sie hatten die Idee im Schwimmbad?
Zeki Akbayir: So war es tatsächlich. Ich habe beobachtet, wie eine Luftmatratze, die man unter Wasser drückt, mit enormer Kraft nach oben schnellt. Das ist die Auftriebskraft – ein physikalisches Grundprinzip, das jeder kennt, das archimedische Prinzip. In diesem Moment hat es Klick gemacht: Wenn diese Kraft so stark ist, muss man sie doch nutzbar machen können.
Aus dieser einfachen Beobachtung ist über Jahre ein durchkonstruiertes System geworden. Der Reiz lag darin, ein bekanntes Naturgesetz in ein kontinuierlich arbeitendes Kraftwerk zu übersetzen.
Business Leaders: Erklären Sie es einem Laien: Wie erzeugt ein Energy Tower Strom?
Zeki Akbayir: Stellen Sie sich zwei hohe, wassergefüllte Türme vor, die am unteren Ende über ein Rohr verbunden sind. In diese Wassersäulen bringen wir Auftriebskörper ein. Durch die Auftriebskraft steigen sie nach oben und treiben über eine Kette ein mechanisches System an. Am oberen Ende werden die Körper auf eine Abtriebskette übergeben und sinken durch ihr Eigengewicht wieder nach unten – der Kreislauf schließt sich.
Diese fortlaufende Bewegung wird über eine Welle auf einen Generator übertragen, der die mechanische Energie in elektrischen Strom umwandelt. Angetrieben wird der Prozess durch Wärme – etwa industrielle Abwärme –, die über einen Arbeitskolben das System in Gang hält.
Business Leaders: Zwei verbundene Wassersäulen – warum ist das wichtig?
Zeki Akbayir: Das ist das Prinzip der kommunizierenden Gefäße. Weil die beiden Türme am unteren Ende hydraulisch verbunden sind, bleiben Wasserstand und hydrostatischer Druck auf beiden Seiten stets identisch. Das Verbindungsrohr sorgt für einen kontinuierlichen Druckausgleich und garantiert, dass beide Schleusensysteme symmetrisch belastet werden. Diese Symmetrie ist die Grundlage für einen ruhigen, stabilen Dauerbetrieb.
Business Leaders: Wo genau steckt die eigentliche Erfindung?
Zeki Akbayir: Im Schleusensystem – der druckausgeglichenen Schleuse. Das ist der Kern. Die naheliegende Frage lautet ja: Wie bringe ich einen Auftriebskörper in eine unter hohem Druck stehende Wassersäule ein, ohne dafür sehr viel Energie aufzuwenden?
Unsere Antwort: Der Arbeitskörper wird zunächst in eine geschlossene Schleusenkammer eingebracht, mechanische Barrieren trennen Atmosphäre und Fluidsäule strikt. Dann wird die Kammer kontrolliert geflutet, bis vollständiger Druckausgleich mit der Wassersäule herrscht. Erst danach öffnet sich die Verbindung zum Turm. Die Übergabe erfolgt dadurch vollkommen druckneutral – wir arbeiten nicht gegen den hydrostatischen Druck. Genau das macht den Wirkungsgrad überhaupt erst möglich.
Business Leaders: Woraus bestehen die Auftriebskörper?
Zeki Akbayir: Es sind strömungsoptimierte Leichtbau-Hohlkörper. Ihr Design minimiert die hydrodynamischen Schleppverluste bei maximalem Verdrängungsvolumen – denn das verdrängte Volumen bestimmt die Auftriebskraft. Gleichzeitig müssen sie extrem druckfest sein, weil sie am tiefsten Punkt der Wassersäule einem zyklischen, hohen hydrostatischen Druck standhalten. Verschleißarme Führungsrollen und langlebige Befestigungselemente sorgen dafür, dass die Stillstandszeiten gering bleiben.
Business Leaders: Sie betonen den Einsatz bewährter Maschinentechnik. Warum?
Zeki Akbayir: Weil Zuverlässigkeit und niedrige Betriebskosten über den wirtschaftlichen Erfolg entscheiden. Wir setzen auf normierte Kettensysteme, Wälzlager und Standard-Dichtungen, auf robuste Zylindertechnologie im hydraulischen Kern und auf hochbelastbare Industrie-Rollenketten. Das ist erprobte Ingenieurskunst, kein exotisches Neuland.
Dazu kommt ein wartungsfreundliches Layout: Die Generatoren am Turmfuß sind für Inspektions- und Revisionszyklen im laufenden Betrieb von außen zugänglich. Weil wir auf thermisch oder chemisch hochbelastete Bauteile verzichten, sind die Wartungsintervalle planbar und sehr lang – das minimiert die operativen Betriebskosten.
Business Leaders: Ein geschlossenes Wassersystem wirft Fragen auf: Verdunstung, Algen, Frost. Wie lösen Sie das?
Zeki Akbayir: Der Wasserverlust durch Verdunstung ist nahezu null, weil das System hermetisch gekapselt ist – atmosphärische Verdunstung ist damit physikalisch weitgehend ausgeschlossen.
Biologisches Wachstum wie Algen oder Legionellen verhindern wir gleich dreifach: durch Lichtentzug, durch spezialisierte Additive, die die Keimbildung unterdrücken, und durch die permanente Zirkulation des Fluids, die jedes Stagnationsrisiko ausschließt. Und für den Winter sorgen Zusatzstoffe dafür, dass das Fluid verlässlich über dem Gefrierpunkt bleibt.
Business Leaders: Welche Wärmequellen können Sie nutzen?
Zeki Akbayir: Grundsätzlich jede kontinuierlich verfügbare Wärme: industrielle Abwärme, Geothermie, Biomasse, Biogas, Müllverbrennung und Prozesswärme. Unser technischer Fokus liegt auf dem Niederdruckbereich und auf Temperaturen von etwa 120 bis 200 Grad – also genau dort, wo klassische Wärmekraftwerke nicht mehr wirtschaftlich arbeiten. Das macht die Technologie standortunabhängig und weltweit einsetzbar.
Business Leaders: Wie hoch ist der Wirkungsgrad – und wie ehrlich ist diese Zahl?
Zeki Akbayir: Der elektrische Gesamtwirkungsgrad des Systems liegt bei bis zu 25 Prozent. Diese Zahl ist ein simulationsbasierter Zielwert und ergibt sich aus dem Zusammenspiel aller Teilsysteme – von der Wärmezufuhr über Arbeitskolben, Hydraulik, Schleuse und Auftriebssystem bis zum Generator. Entscheidend ist der Kontext: Wir nutzen Wärme, die sonst komplett verloren ginge. Jede Kilowattstunde, die wir daraus gewinnen, ist zusätzliche, sonst ungenutzte Energie.
Business Leaders: Wie skaliert die Leistung – über größere oder mehr Türme?
Zeki Akbayir: Das ist ein eleganter Punkt der Physik dahinter. Der hydrostatische Druck wird ausschließlich durch die Höhe der Wassersäule bestimmt, die Auftriebskraft dagegen allein über das verdrängte Volumen. Das heißt: Wir können bei gleichem Druckniveau unterschiedlich große Arbeitskörper einsetzen.
Dadurch lässt sich die Leistung über größere Arbeitskörper steigern, ohne dass der Betriebsdruck im System ansteigt. Zusammen mit der modularen Architektur – von 100 Kilowatt bis in den Multi-Megawatt-Bereich – ergibt das eine sehr flexible Skalierung, bis hin zu kaskadierten Energieparks.
Business Leaders: Das System hat sechs Hauptkomponenten. Können Sie die Architektur kurz umreißen?
Zeki Akbayir: Gern. Die Gesamtarchitektur besteht aus dem thermischen Prozess, dem Arbeitskolben, dem Hydrauliksystem, dem Schleusensystem, dem Auftriebssystem und der Generatorik. Vereinfacht: Das Arbeitsmedium erzeugt Druck im Arbeitskolben, der Kolben betätigt die Hydraulik, die Arbeitskörper werden druckneutral eingeschleust, die Schleuse gleicht den Druck zur Wassersäule aus, die Körper steigen durch Auftrieb auf – und der Generator wandelt die Bewegung in Strom um.
Business Leaders: Wie stellen Sie sicher, dass die Technik nicht nur auf dem Papier funktioniert?
Zeki Akbayir: Wir lassen sie wissenschaftlich begleiten. Die mathematische Modellierung und Simulation erfolgt in Zusammenarbeit mit dem KIT, konkret mit Prof. Dr.-Ing. Marcus Geimer über den KIT Campus Transfer. Dort werden strömungsmechanische Kennwerte, kritische Aufstiegsgeschwindigkeiten und mechanische Reibungsverluste im stationären Dauerbetrieb ermittelt.
Wir arbeiten dabei zweistufig: erst die detaillierte Einzelberechnung von hydraulischem Antrieb und Wasserturm, dann die Verknüpfung dieser Einzelmodelle zu einer gekoppelten Gesamtsimulation. Das ist Engineering statt Theorie – die mathematische Grundlage, um die Technologie sauber auf Großanlagen zu übertragen.
Business Leaders: Was ist der nächste greifbare Schritt?
Zeki Akbayir: Der Demonstrator. 2026 finalisieren wir Planung, Standort, Lastenheft und Engineering, 2027 folgen Bau, Inbetriebnahme und die technische Validierung unter Realbedingungen. Erst wenn das System in der Praxis überzeugt und wir die Optimierungspotenziale kennen, gehen wir in Richtung Serienproduktion. Für einen Ingenieur ist das der spannendste Moment: wenn aus der Rechnung eine laufende Anlage wird.
