Solarbetriebene Flugzeuge sind erst vor relativ kurzer Zeit Realität geworden, obwohl Solarzellen seit über 100 Jahren und Elektromotoren seit über 150 Jahren bekannt sind, wurde dies durch die Entwicklung hocheffizienter Solarzellen sowie leichter Elektromotoren möglich und Batterien.
Anweisungen
Schritt 1
Die für den Flug benötigte Energie bezieht das solarbetriebene Flugzeug aus einem Array von Photodioden. Im Gegensatz zu ihren Gegenstücken, die nur dafür ausgelegt sind, das Vorhandensein von Licht zu erkennen, sind Leistungsphotodioden flach und haben eine große Fläche. Sie arbeiten nicht in einer Fotodiode, sondern in einem photovoltaischen Modus, dh sie erzeugen selbst Strom.
Schritt 2
Eine Fotodiode erzeugt unabhängig von der Fläche eine Spannung von etwa 0,5 V. Der maximale Laststrom des Geräts hängt jedoch direkt von der Fläche ab. Multipliziert man den Strom in Ampere mit der Spannung in Volt, erhält man die Leistung in Watt. Zellen können wie herkömmliche galvanische Batterien zu Batterien verbunden werden. Die Parallelschaltung dient zur Stromerhöhung und die Reihenschaltung zur Spannungserhöhung. An einem strahlend sonnigen Tag gibt es mehrere hundert Watt Lichtenergie pro Quadratmeter. Wie viel aus der Batterie herauskommt, hängt von ihrer Effizienz ab.
Schritt 3
Der Wirkungsgrad einer billigen Solarbatterie ist gering - von 5 bis 10 Prozent. Mit der für den Flug notwendigen Kraft wird es sich als schwer erweisen - ein Flugzeug damit wird sich kaum selbst heben. Erst seit kurzem sind relativ preiswerte Fotobatterien mit einem Wirkungsgrad von etwa 30 Prozent erhältlich. Sie sind es, die in experimentelle Flugzeugmodelle eingesetzt werden. Sie befinden sich auf den Flügeln, die eine große Fläche haben.
Schritt 4
Bürstenmotoren bieten das beste Leistungsgewicht. In der Vergangenheit wurden sie nur in kabellosen Modellen mit Kabelanschluss verwendet. Und in diesem Fall mussten sie gezwungen werden, was zu einer Überhitzung der Wicklungen und einem schnellen Verschleiß der Bürsten führte. Viele Teile solcher Motoren bestehen heute aus leichten, aber haltbaren Verbundwerkstoffen. Auch die Tragstrukturen der Flugzeuge selbst werden daraus hergestellt.
Schritt 5
Selbst große solarbetriebene Flugzeuge werden noch nicht bemannt. Aber Schnüre werden schon lange nicht mehr verwendet, um sie zu kontrollieren. Über den Funkkanal werden Befehle erteilt, und der Bediener erhält als Reaktion in Echtzeit ein Bild von der Kamera. All dies wurde dank der Miniaturisierung elektronischer Geräte möglich. Selbst Fernsehkameras und Satellitennavigatoren sind so leicht, dass sie von einem Elektroflugzeug angehoben werden können, bei dem jedes Gramm zählt.
Schritt 6
Doch plötzlich schlug das Wetter um – die Sonne verschwand hinter den Wolken. Trotzdem fliegt das Flugzeug weiter. Energie bekommt er aus Akkus - aber nicht aus schweren Bleiakkus (er konnte sie auch nicht heben), sondern aus leichten Lithium-Ionen-Akkus. Genau das gleiche, nur klein, ist in Ihrem Handy verbaut. Und wenn Sie sich einmal auf einer Flug- oder Modellschau wiederfinden, auf der ein Solarflugzeug gezeigt wird, holen Sie unbedingt Ihr Handy aus der Tasche und filmen Sie den Flug.
