Konzepte der Energieübertragung für den Space Elevator

Präsentation zum Thema: "Konzepte der Energieübertragung für den Space Elevator"—  Präsentation transkript:

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

2 1. Grundüberlegungen

3 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, …)

4 2. Komponenten

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

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

7 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

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

9 - 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

10 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

11 3. Konzepte

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

13 Strahler + Solarzellen Antenne + Antenne

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

15 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

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

17 4. Fazit / Aussichten

18

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

20 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!