Demonstrationsexperiment zur Laser-Energieübertragung

Präsentation zum Thema: "Demonstrationsexperiment zur Laser-Energieübertragung"—  Präsentation transkript:

1 Demonstrationsexperiment zur Laser-Energieübertragung
DPG-Tagung 2004 München Energiewirtschaft Demonstrationsexperiment zur Laser-Energieübertragung Kooperation zwischen der TU Kaiserslautern und der EADS-Space Transportation Bremen C.A.Schäfer, H.J.Foth TU Kaiserslautern F.Steinsiek, W.P.Foth, K.H.Weber EADS-ST

2 Motivation Anwendungsgebiete der Laserenergieübertragung im Weltraum:
1. Versorgung von Satelliten im Erdorbit von einer Zentralstation aus Solarzellenflächen werden überflüssig 2. Versorgung eines Rovers bei unbemannten Planetenmissionen Verlängerung der Missionsdauer

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4 Demonstrationsexperiment: Spezifikationen
Nd:YAG: l = 532 nm, 5 W cw, M2 > 5 angepasste GaInP-Solarzellen Übertragungs-Entfernung: ~100 m Strahlnachführung bei beweglichem Empfänger passiver Empfänger Signal wird durch Reflexionen am Empfänger erzeugt

5 Der Empfänger: Mini-Rover (FiveCo, CH)
24x11 cm VMax = 5,5 cm/s 4 Elektromotoren Videokamera Benötigte Leistung: Standby: 220 mW Motoren: 120 mW Kamera: 600 mW Gesamt: ~1000 mW

6 Solarzellendesign (RWE-Schott-Solar, Heilbronn)
Einzelzelle:

7 Solarzellendesign

8 Strom-Spannungskennline der Solarzellenanordnung

9 Leistungsübertragung in Abhängigkeit der Position des Laserstrahls

10 Leistungsübertragung in Abhängigkeit der Position des Laserstrahls

11 Der Aufsatz des Rovers Reflexionsfolie ______ Solarzellenfläche ____
Drehmotor _________

12 Übertragungsbilanz der Laserleistung
Element Verluste Optik 5 % autom. Nachführung 1 – 5 % Solarzellen 60 % Spannungstrans- formation auf 6 V 20 % Gesamt %

13 Verluste durch die Nachführung (bei langsamer Fahrt)
Entfernung Verluste 35 m < 1% 55 m 130 m ca. 5% 230 m > 20%

14 Versuch bei großen Distanzen

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16 Ergebnisse des Experiments:
Rover wurde mit Energie versorgt Wirkungsgrad Laserausgangsleistung- elektrische Leistung > 20% Hohe Zuverlässigkeit bis über 100 m Entfernung automatisches Finden und Nachführen

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