Überraschende Gründe, warum Flugzeuge keine Sonnenkollektoren haben

Sonnenkollektoren sind eine großartige Option für Flugzeuge, und es gibt mehrere Fluggesellschaften, die damit beginnen, damit zu experimentieren. Das Problem ist, dass sie in einem Flugzeug nicht sehr effektiv sind, weil sich das Flugzeug immer in verschiedene Richtungen bewegt und die Sonne immer in einem anderen Winkel steht. Dies macht es schwierig, genug Energie von Sonnenkollektoren zu sammeln, um ein Flugzeug tatsächlich anzutreiben.

Haben Sie sich jemals gefragt, warum Flugzeuge keine Sonnenkollektoren haben? Es scheint eine logische Lösung für die enorme Energiemenge zu sein, die Flugzeuge produzieren.

Schließlich werden Solarmodule in Haushalten und Unternehmen immer beliebter. Warum also nicht solarbetriebene Flugzeuge haben? Die Antwort hat mit dem Gewicht zu tun, denn die Energie, die erforderlich ist, um Solarenergie als Energiequelle für ein Solarflugzeug zu nutzen, ist erheblich.

Warum haben Flugzeuge keine Sonnenkollektoren?

Es gibt mehrere Gründe, warum Flugzeuge keine Sonnenkollektoren haben, die alle darauf zurückzuführen sind, dass Flugzeuge in einer ganz anderen Umgebung fliegen als der, in der Sonnenkollektoren betrieben werden sollen. Die Technologie ist einfach noch nicht da, um dies zu ermöglichen.

Die vier Hauptgründe, warum Flugzeuge keine Sonnenkollektoren in ihrem Design haben, sind:

1. Sonnenkollektoren sind nicht effizient genug, um ein großes Flugzeug anzutreiben.

Sonnenkollektoren sind bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Strom nur zu etwa 20 % effizient. Das bedeutet, dass pro 100 Watt Sonnenlicht, das auf das Solarmodul trifft, nur 20 Watt Strom erzeugt werden.

Ein großes Passagierflugzeug würde mehrere Hektar Sonnenkollektoren benötigen, um genug Strom für Start und Landung zu erzeugen.

Es würde auch viele Batterien und Elektromotoren erfordern, um die Energie der Sonnenkollektoren zu speichern und zu nutzen, was das Flugzeug noch schwerer machen würde.

All dies würde mehr Gewicht hinzufügen, was bedeutet, dass ein Standard-Passagierflugzeug mehr Treibstoff zum Fliegen benötigen würde, wodurch jegliche Einsparungen durch die Nutzung von Solarenergie zunichte gemacht würden.

2. Das Gewicht der Sonnenkollektoren würde dem Flugzeug zu viel zusätzliches Gewicht hinzufügen.

Jedes Pfund Gewicht, das ein Flugzeug trägt, verringert die Treibstoffeffizienz um etwa 0,75 %. Das bedeutet, dass das Hinzufügen von Solarmodulen für ein großes Verkehrsflugzeug die Treibstoffeffizienz zu stark reduzieren würde.

Außerdem müssten Solarpanels oben auf dem Rumpf montiert werden, um genügend Sonnenlicht zu bekommen. Dies würde dem Flugzeug noch mehr Gewicht und Stärke verleihen.

Sonnenkollektoren müssten groß und schwer sein, um genügend Energie zu erzeugen, was jegliche Kraftstoffeinsparungen durch die Verwendung von Sonnenkollektoren ausgleichen würde.

An Bord sollen auch jede Menge große Batterien sein, um den von den Solarpanels erzeugten Strom zu speichern.

All dieses zusätzliche Gewicht würde die Reichweite und Nutzlast des Flugzeugs verringern, was für kommerzielle Fluggesellschaften nicht akzeptabel ist.

3. Die große Höhe des Flugzeugs macht Solarenergie weniger effizient.

Selbst wenn Solarmodule auf dem Flugzeug installiert wären, würden sie aufgrund der höheren Flughöhe des Flugzeugs weniger effizient Strom erzeugen. Die Luft ist in großen Höhen dünner, was bedeutet, dass weniger Sonnenlicht zur Energiegewinnung zur Verfügung steht.

Solarmodule funktionieren am besten, wenn sie senkrecht zur Sonne stehen. In großen Höhen ist der Sonnenwinkel jedoch geringer und die Sonnenenergie ist nicht so effizient.

Die Erdatmosphäre streut das Sonnenlicht auch in großen Höhen stärker, wodurch die Menge an verfügbarer Sonnenenergie weiter reduziert wird.

4. Es ist teurer, Sonnenkollektoren in einem Flugzeug zu installieren, als Energie aus Düsentriebwerken zu erzeugen

Der Preis für Solarmodule ist in den letzten Jahren stark gesunken. Allerdings ist es immer noch teurer, Sonnenkollektoren in einem Flugzeug zu installieren, als Strom aus Düsentriebwerken zu erzeugen.

Flugbenzin ist immer noch billiger als Sonnenkollektoren und es ist effizienter, Strom aus Düsentriebwerken als aus Sonnenkollektoren zu erzeugen.

Das Gewicht von Flüssigbrennstoff ermöglicht auch eine größere Nutzlast und eine größere Reichweite als Solarmodule. Aus diesem Grund sind die Treibstoffkosten für die Stromerzeugung in einem Flugzeug viel niedriger als die Kosten für die Installation von Solarmodulen.

Da haben Sie es also! Vier Hauptgründe, warum Flugzeuge keine Sonnenkollektoren haben. Sonnenkollektoren sind nicht effizient genug, würden zu viel Gewicht hinzufügen, sind in großen Höhen weniger effizient und teurer als Kerosin.

Aus diesem Grund haben wir noch kein funktionsfähiges Solarflugzeug.

Solarenergie wurde in der Vergangenheit in Flugzeugen verwendet

Solarenergie wurde in der Vergangenheit in Flugzeugen verwendet, aber es ist keine gängige Praxis.

1980 flog der Solar Challenger 100 Meilen mit Sonnenenergie.

Das Flugzeug hatte 12.000 Solarzellen, die genug Energie erzeugten, um das Flugzeug in der Luft zu halten. Das Flugzeug war jedoch sehr langsam und konnte nur etwa sechs Stunden in der Luft bleiben.

Die Solar Impulse ist ein aktuelles Beispiel für ein solarbetriebenes Flugzeug. Das Flugzeug absolvierte seinen Erstflug im Jahr 2010 und wurde verwendet, um mehrere Weltrekorde aufzustellen.

Solar Impulse verfügt über 17.248 Solarzellen, die genug Energie erzeugen, um das Flugzeug bis zu 26 Stunden in der Luft zu halten. Das Flugzeug kann jedoch nur mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 Meilen pro Stunde fliegen.

Der Weltrekord wurde 2016 aufgestellt, als Solar Impulse von Japan nach Hawaii flog, ohne einen einzigen Tropfen Treibstoff zu verbrauchen.

Der Solarpuls ist für den kommerziellen Einsatz in Flugzeugen nicht praktikabel, aber er zeigt, dass Solarenergie in Flugzeugen genutzt werden kann.

Solar Impulse 2 wird derzeit für einen Weltumrundungsflug eingesetzt.

Obwohl Solarenergie in der Vergangenheit in Flugzeugen verwendet wurde, ist dies keine gängige Praxis, und es müssen noch einige technologische Herausforderungen bewältigt werden, bevor sie in großem Umfang eingesetzt werden kann.

Können Flugzeugflügel mit Sonnenkollektoren umgestaltet werden?

Flugzeugflügel sind ein großartiger Ort, um Sonnenkollektoren zu installieren. Die Flügel sind bereits darauf ausgelegt, das zusätzliche Gewicht zu tragen, und würden in großen Höhen senkrecht zur Sonne stehen.

Es gibt jedoch einige Herausforderungen, die überwunden werden müssen, bevor Solarmodule auf Flugzeugflügeln installiert werden können. Eine der Herausforderungen besteht darin, dass Photovoltaikzellen vor Wind und Wetter geschützt werden müssen.

Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass sich die Solarmodule biegen müssen, wenn sich das Flugzeug durch die Luft bewegt. Sonnenkollektoren bestehen normalerweise aus Glas, das nicht sehr flexibel ist.

Die Energiedichte von Solarmodulen ist ebenfalls ein Problem. Solarmodule erzeugen etwa 0,25 Wattstunden pro Kilogramm, was nicht ausreicht, um ein Flugzeug lange mit Strom zu versorgen.

Die Flügelfläche eines großen Passagierflugzeugs beträgt etwa 400 Quadratmeter. Wenn wir davon ausgehen, dass die Solarpanels einen Wirkungsgrad von 50 % haben, würden wir etwa 200 Kilowatt Leistung benötigen, um das Flugzeug am Fliegen zu halten.

Obwohl es möglich ist, Flugzeugflügel in Zukunft mit Solarmodulen umzugestalten, gibt es noch einige Herausforderungen zu bewältigen.

Welche Vorteile bietet die Nutzung von Solarenergie in Flugzeugen?

Wenn möglich, hätte ein solarbetriebenes Raumschiff zahlreiche Vorteile:

• Weniger Kerosin würde die Treibhausgasemissionen reduzieren.
• Die Menge an Lärm und Umweltverschmutzung würde erheblich reduziert werden.
• Damit würde das Fliegen auf Dauer deutlich günstiger.
• Sonnenkollektoren würden auch dazu beitragen, unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern.

All diese großartigen Vorteile zeigen deutlich, dass wir einen Weg finden müssen, Sonnenenergie in Flugzeugen zu nutzen. Da einer der Hauptvorteile die Kostensenkung für Unternehmen wäre, ist dies etwas, das für die Luftfahrtindustrie wirklich lukrativ sein wird.

Die Technologie ist definitiv vorhanden, es geht nur darum, sie im großen Maßstab zum Laufen zu bringen. Hoffen wir, dass wir in Zukunft mehr solarbetriebene Flugzeuge sehen, die unsere Lüfte fliegen!

Abschließende Gedanken

Solarenergie wird immer beliebter, um Energie zu erzeugen, aber es ist immer noch nicht möglich, Solarenergie in Flugzeugen zu nutzen.

Es gibt einige Unternehmen, die daran arbeiten, Solarflugzeuge Wirklichkeit werden zu lassen, aber es wird einige Jahre dauern, bis wir echte Fortschritte sehen.

In der Zwischenzeit können wir alle unseren Teil dazu beitragen, unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern, indem wir weniger fliegen und wenn möglich öffentliche Verkehrsmittel nutzen.

Da Sie sich für Flugzeuge interessieren, was halten Sie von Solarautos und würden sie überhaupt nachts funktionieren?