Die Technologie hinter dem RIF010: Keine Welle zu hoch

Innerhalb von zehn Jahren wurde im Herzen von Rotterdam das Rif010 realisiert. Der weltweit erste urbane Surfpool, in dem sowohl Anfänger als auch fortgeschrittene Surfer ihr Können auf künstlich erzeugten Wellen vor den Augen der Passanten unter Beweis stellen können. Das technische Herzstück dieser Wellen befindet sich in einem separaten Raum unter einer Terrasse und umfasst acht Wellenkammern, die unterschiedliche Wellen erzeugen können. Zu diesem Zweck werden acht große Gebläse mit einer Motorleistung von 132 kW eingesetzt, die bis zu 350.000 Kubikmeter Luft pro Stunde erzeugen. Die Steuerung der Ventile zur Luftumkehr erfolgt mit Servomotoren und Reglern von Festo.

Die Pläne für RiF010 wurden im Jahr 2013 von Edwin van Viegen vorgelegt. Er hat sie im Rahmen eines Wettbewerbs ausgearbeitet, bei dem Rotterdam nach Ideen zur Belebung dieses Stadtteils gefragt hat. Der begeisterte Wellensurfer wollte in einer der Grachten, in die das Wasser der Rotte fließt, ein richtiges Wellenbad errichten. Die Technik zur Erzeugung künstlicher Wellen war aus Wellenbädern bekannt und wurde damals von einem seiner Kontakte weiterentwickelt.

Surfen, Essen und ein Strand

Mit dem Gewinn des Wettbewerbs wurden auch Finanzmittel verfügbar. Schließlich wurde das anspruchsvolle Projekt im Jahr 2024 mit der Eröffnung des Rif010 abgeschlossen. Es ist zu einer echten Attraktion geworden, wo man surfen und - außerhalb des Surfbeckens - auch suppen, bodyboarden, Kanu fahren und sogar tauchen kann. Die Surfer surfen von der Stelle, an der die Wellen erzeugt werden, bis zu einem Betonstrand. Neben diesem Strand, am Kai, befindet sich das Strandhaus. Hier können sich die Wassersportler umziehen und duschen, und es stehen Verpflegungsmöglichkeiten zur Verfügung. Natürlich ist es auch für Interessierte geöffnet.

Der technische Raum für die Realisierung der Wellen befindet sich unter einer Terrasse. Darin befindet sich eine beeindruckende technische Anlage, die vollständig von der Firma Hellebrekers entwickelt wurde. Erik Keyl ist der Leiter der Realisierungsabteilung des Unternehmens und kommentiert: "Es handelt sich um ein besonderes Projekt, bei dem nicht nur auf die Realisierung von Wellen von 1 bis maximal 1,6 Metern geachtet wurde, sondern auch auf den Energieverbrauch und die Begrenzung jeglicher Beeinträchtigung der Umgebung.

Erzeugung von Wellen

Der Technikraum ist so eingerichtet, dass in acht Wellenräumen unterschiedliche Wellen entstehen. Die 1-Meter-Wellen sind für Surfanfänger, die 1,5-Meter-Varianten für Fortgeschrittene bis hin zu den bis zu 1,6 Meter hohen Wellen für "Experten". In letzterem Fall bricht die Welle auch hohl und ist steiler.

Die Wellen werden mit Luft erzeugt, die von einer Gebläseanlage erzeugt wird, die von Hellebrekers selbst entworfen und gebaut wurde. Die acht großen, frequenzgesteuerten Gebläse mit jeweils einem 132-kW-Elektromotor bringen die Luft zu den Wellenkammern. Jeder Elektromotor ist mit einem eigenen Frequenzregler ausgestattet, der für die Erzeugung der unterschiedlich hohen Wellen erforderlich ist. Am ruhenden Wellenpol liegt die Frequenz bei 30 Hz. Bei der 1-Meter-Welle steigt sie auf 36 Hz und bei der maximalen Wellenhöhe auf 50 Hz. Drei große Schalldämpfer verhindern, dass die Geräusche dieser Anlage die Anwohner belästigen.

Die eigentliche Wellenbildung findet in den Wellenkammern in einem Zyklus von etwa 7 Sekunden statt - eine Zeitspanne, die für die Wellenbewegung in der Nordsee typisch ist. Dabei wird zunächst 5 Sekunden lang Luft aus jeder Wellenkammer abgesaugt, wodurch ein Unterdruck entsteht. Danach schalten elektrisch gesteuerte Ventile die Richtung des Luftstroms um, und die angehobene Luft wird in etwa zwei bis drei Sekunden ausgestoßen. In Kombination mit der Bodenstruktur des Surfbeckens, dem Riff, baut sich die gewünschte Welle auf. Dies geschieht auf einer Breite von etwa 23 Metern. Nach der Erzeugung einer Reihe von Wellen stoppt der Wellengenerator, um das Wellenbecken zu beruhigen. Dabei entsteht auch eine Unterströmung, die das Wasser in Richtung der Wellenkammern zurückfließen lässt und die Surfer zu ihrem Ausgangspunkt zurückbringt.

Umschalten der Ventile

Die Ventile für die Umkehrung der Luftstromrichtung werden von EMMT-Servomotoren mit FestoDie Steuerung erfolgt über einen CMMT-Controller. Der Grund für die Wahl genau dieser Servomotoren liegt im verfügbaren Drehmoment. Darüber hinaus ist genau diese Kombination aus Servomotor und Regler ideal, um das richtige Timing für das Schalten der Ventile zu erreichen.

Die Software verwendet dazu eine sogenannte digitale Nockenwelle. Diese ähnelt einer mechanischen Nockenwelle, die die Position eines Ventils in der Zeit steuert und damit die Geschwindigkeit, mit der sich diese Position ändert. Der große Vorteil einer digitalen Nockenwelle ist natürlich die Tatsache, dass die Nocken nicht jedes Mal mechanisch verstellt werden müssen, wenn sie noch nicht optimal sind, sondern dass dies einfach durch Änderung der Einstellung in der Software möglich ist.

Die Zusammenarbeit zwischen Festo und Hellebrekers verlief sehr gut. In der Folge arbeiten die beiden Unternehmen regelmäßig an unterschiedlichen und anspruchsvollen Projekten zusammen. Erik Keyl: "Ich brauche Festo Da gibt es nicht viel zu erzählen; hier ist das Wissen und die Einsicht vorhanden, dass man schnell versteht, was wir als Hellebreker brauchen. Das bedeutet, dass diese Antriebs- und Steuerungskombination nahtlos in unser eigenes System integriert wurde, das von einer Siemens-Steuerung gesteuert wird. Auch die Unterstützung bei der abschließenden Inbetriebnahme war angenehm und willkommen. Ein weiteres tolles Projekt ist abgeschlossen."

Unter der Terrasse des Strandhauses befindet sich die Kläranlage, die ebenfalls von Hellebrekers entwickelt und gebaut wurde. Diese Anlage filtert das Wasser aus dem Brandungsbecken kontinuierlich durch den 60-µm-Filter des Trommelfilters (blau) auf feste Partikel. Neues Wasser, das aus dem Fluss Rotte angeliefert wird, wird ebenfalls zunächst mit zwei Umwälzpumpen von je 7,5 kW zum Trommelfilter gepumpt. Auf Wunsch des Wasserwirtschaftsamtes steht bei Hochwasser das Brandungsbecken zur vorübergehenden Wasserpufferung zur Verfügung. Zu diesem Zweck gibt es eine separate Füllpumpe und eine separate Einstellung am Schaltkasten. In diesem Fall wird das überschüssige Wasser nur so lange eingelassen, bis der Wasserspiegel des Beckens um maximal 60 cm angehoben ist.