Konzepte der Energieübertragung für den Space Elevator Grundüberlegungen Komponenten Konzepte Fazit / Aussichten 31.01.2007

1. Grundüberlegungen 31.01.2007

Benötigte cw-Leistung (Ausgang): max. 1700W Gewichtseinschränkungen des Climbers: Max. 15kg für Energieversorgung verfügbar Möglichst geringe Komplexität Möglichst geringe Abhängigkeit von äußeren, nicht kontrollierbaren Einflüssen (Sonnenschein, …) 31.01.2007

2. Komponenten 31.01.2007

Materie EM - Laser - Strahler - Mikrowellen - Solarzellen - Filterung 31.01.2007

Materie EM - Laser - Strahler - Mikrowellen - Solarzellen - Filterung Relativ leichte Fokussierung Gewaltige Investitionskosten für Laser mit hoher Leistung (>> 50.000 €) - Sehr schlechter Wirkungsgrad - Relativ hoher Öffnungswinkel 31.01.2007

Materie EM - Laser - Strahler - Mikrowellen - Solarzellen - Filterung Relativ leichte Verfügbarkeit Probleme mit hohen Abstrahlhalbwinkeln (häufig zwischen 15° - 45°) Sehr starke Divergenz des Lichtkegels Gewaltige Wärmeleistung und damit geringer Wirkungsgrad Fokussierung nur mit hohem Aufwand 31.01.2007

Leistungsklassen: bis 30 kW Preisklasse: 1000€/ kW G-wirkungsgrad: 0,95 Leistungsklassen: bis 30 kW Preisklasse: 1000€/ kW Materie EM - Laser - Strahler - Mikrowellen - Solarzellen - Filterung www.microwaveheating.de Sendeantenne: d ~ 2,6m Empfangsantenne: d ~ 1,7m Preisklasse: unbekannt Größen sind variierbar (dBi) 120m, 1kW Ausgangsleistung www.metrix-em.de 31.01.2007

- Wirkungsgrad: max. 25% (Tageslicht) - (Geringes) Gewicht, Schutz der Halbleitermodule Viele Referenzen vorhanden Hohe Empfindlichkeit gegen Temperatur und mechanische Einflüsse - Mögliche Quelle: EADS Astrium Materie EM - Laser - Strahler - Mikrowellen - Solarzellen - Filterung 31.01.2007

EM-Wellen-Filterung durch: Polarisation Absorption und Emission Materie EM - Laser - Strahler - Mikrowellen - Solarzellen - Filterung EM-Wellen-Filterung durch: Polarisation Absorption und Emission Beugung Linear Zirkular 31.01.2007

3. Konzepte 31.01.2007

Ineffiziente Wirkungsgrade Kühlungsproblem, Temperaturempfindlich! Kaum Strahlbündelung möglich Obere max. Ausgangsleistung Elektronisches MPP-Tracking nötig Strahler + Solarzellen Antenne + Antenne 31.01.2007

Strahler + Solarzellen Antenne + Antenne 31.01.2007

Beispiel: Freund-Feind-Erkennung Strahler + Solarzellen Antenne + Antenne 31.01.2007

Notwendige Ausgangsleistung: 1kW Sendeleistung: 30kW Frequenz: 2,46 GHz Strahler + Solarzellen Antenne + Antenne Antennengewinn: Öffnungswinkel: Für unser Beispiel: L = 65dBi Sendeantennen-Ø: 3m, Empfangsantennen-Ø: 1,7m 31.01.2007

Sicherheit Probleme durch: Gesetzgebung (§19 FAG, seit 1998 aber außer Kraft) Deutsche und amerikanische Richtlinien Vermutlich lange Entwicklungszeit Sicherheit Strahler + Solarzellen Antenne + Antenne 31.01.2007

4. Fazit / Aussichten 31.01.2007

31.01.2007

Realisierung des Mikrowellenkonzepts Weiterverfolgung Scheinwerfer / Solarzellen als „Plan B“ Mikrowellen: Kooperation mit Firmen notwendig Semester-/Diplomarbeiten? 31.01.2007

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! 31.01.2007