DE2951699C2

DE2951699C2 - Solarkraftwerk mit Halbleitersolarzellen

Info

Publication number: DE2951699C2
Application number: DE2951699A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Wenzel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-01-15
Filing date: 1979-01-15
Publication date: 1987-03-05
Also published as: DE2951699A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Solarkraftwerk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der vorbekannte Stand der Technik zeigt ein Segelflugzeug, auf dessen Oberseite der Tragflächen und des Rumpfes Solarzellen angebracht sind, um die Accumulatoren für die elektronischen Bordinstrumente nachzuladen (DE-OS 26 16 000).
Für den Hauptantrieb des Triebwerkes von Flugzeugen oder Luftschiffen ist diese Art aber nicht oder nur unvollkommen geeignet, weil die hierfür zur Verfügung stehende Solarfläche in der Regel zu klein ist.
Es ist ferner aus der Weltraumtechnik bekannt, daß Weltraumfahrzeuge in geringer Höhe molekulare Luft durch Absorbtion einsammeln, und zwar in einer Höhe von 550 000 Fuß. Hierzu wurde ein Solar-Kollektor-Energieantrieb vorgeschlagen. Der hierzu verwendete sogenannte Solar- Kollektor-Vorhang wird bei den Weltraumfahrzeugen ganz allgemein in zusammengerolltem Zustand in eine Umlaufbahn geschossen und erst im Weltraum entrollt. Dem Fachmann scheint dieses Element zur Verwendung im Luftraum aus aerodynamischen Gründen ungeeignet (US-Z: Aviation Week, Jahrg. 1961, Ausgabe vom 19. Juni, S. 59).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Solarkraftwerk der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß es für den Hauptantrieb von Luftschiffen und Flugzeugen ausreichend dimensioniert werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Der bahnförmige Materialstreifen verursacht außerordentlich wenig Luftwiderstand und kann so groß dimensioniert werden, daß er zum Antrieb beispielsweise eines Motorsegelflugzeugs voll ausreicht. Das liegt daran, daß die Größe der Solarfläche nicht von der Größe des Luftschiffes oder Flugzeuges abhängig ist, sondern um ein Vielfaches größer gewählt werden kann. Darüber hinaus ergibt sich der große Vorteil, daß der Materialstreifen unabhängig von dem Flugzeug oder Luftschiff gefertigt werden kann. Es besteht somit die Möglichkeit, die verschiedensten bekannten Arten von Luftschiffen oder Flugzeugen ohne übermäßigen Aufwand mit diesem Materialstreifen zu versehen.
Ein weiterer bedeutender Vorteil ergibt sich durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 3. Dadurch wird die insgesamt zur Verfügung stehende Solarfläche nochmals stark vergrößert, so daß sie bei genügender Boden- oder Wolkenabstrahlung von unten wesentlich kleiner sein kann als andernfalls. Durch Wasser, Schnee und Wolken wird bekanntlich die Sonnenstrahlung in erheblichem Umfang nach oben reflektiert. Aber selbst für den Fall, daß die Abstrahlung unwesentlich sein sollte, ist die diffuse Sonnenstrahlung auf die Unterseite in gewissem Umfang immer vorhanden.
Es folgt die Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht auf ein Luftschiff;
Fig. 2 eine Ansicht von vorn auf das Luftschiff nach Fig. 1 und
Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Segelflugzeug mit dem Erfindungsgegenstand.
Fig. 1 zeigt ein Luftschiff 39, wie es z. B. für Werbezwecke oder zum Transport von Lasten aber auch Personen in unwegsamen Gebieten Verwendung findet. Insbesondere fahren solche Luftschiffe in sonnenreichen Entwicklungsländern. Zunächst ist eine obere Abflachung zur Aufnahme von Solarzellen 1 a vorgesehen. Da dies aber noch nicht ausreicht, sind etwa in gleicher Ebene weitere plattenförmige Elemente mit den Solarzellen 1 b, 1 c vorgesehen, welche noch durch Streben 40, 41 und 42 versteift sein können. Das elektrische Kabel 5 führt in diesem Falle über die Außenhülle zum Motor 46 in der Gondel 9 zum Antrieb des Luftschiffes durch den Propeller 45. Nicht dargestellt ist, daß darüber hinaus an der in der Fahrtrichtung gesehenen hinteren Kante weitere Solarzellen-Folien angeordnet sind.
Ein auf diese Weise angetriebenes Luftschiff zeigt natürlich den Vorteil, daß kein Treibstoff mitgenommen werden muß und daß die Reichweite unbegrenzt ist. Lediglich für den Fall von Nachtfahrten muß eine Batterie mitgenommen werden.
Fig. 2 zeigt das gleiche wie Fig. 1. Man sieht hier die Anordnung der Streben 41-44. Natürlich ist durch diese Streben und durch die zusätzlichen Flächen 1 b, 1 c der Luftwiderstand des Luftschiffes ein wenig vergrößert. Dies spielt aber bei der verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit von Luftschiffen keine große Rolle im Vergleich zu den erwähnten Vorteilen. Die Batterie würde natürlich auch z. B. im Stillstand beim Laden des Luftschiffes aufgeladen werden.
Fig. 3 zeigt ein Motor-Segelflugzeug, das sowohl zum Segeln als auch durch einen Hilfsmotor angetrieben zum Motorflug geeignet ist. Der Motor 46 ist üblicherweise so ausgelegt, daß er gerade ausreicht, mit Motorkraft zu starten. Die Geschwindigkeit solcher Flugzeuge liegt bekanntermaßen sehr niedrig.
Gemäß der Erfindung sind hier links und rechts je ein verhältnismäßig dünner bahnförmiger Materialstreifen an den beiden Tragflügeln befestigt. Natürlich handelt es sich hierbei ebenfalls um Solarzellen 1 b, 1 c ohne Konzentratoren, die z. B. eine Wandstärke von nur 1 mm und ein entsprechend geringes Gewicht haben. Natürlich ist aber durch die erforderliche Verdrahtung noch ein gewisses Gewicht der Materialstreifen bedingt, wenn die Kabel aber so schwach wie möglich gehalten werden, ergibt sich die Möglichkeit, die Materialstreifen sehr leicht und sehr dünn zu halten. Dabei können die Solarzellen in durchsichtigem ein wenig elastischem Grundstoffmaterial eingebettet sein und bevorzugt mit dem Materialstreifen eine durchgehende glatte Einheit bilden, damit hierdurch möglichst wenig Luftwiderstand vorhanden ist.
Durch die Kunststoffseile 48, die in der dargestellten Weise um die Tragflügel herumgeführt sind, werden die Materialstreifen an den Hinterkanten der Tragflügel befestigt. Es besteht kein Zweifel, daß durch den Fahrtwind die Materialstreifen etwa horizontal zum Boden bei Horizontalflug gehalten werden, so daß sich eine weitere Befestigung erübrigt. Sie können auch so lang gemacht werden, daß die Fläche ausreichend ist, den verhältnismäßig schwachen Motor 46 über die beiden Kabel 6 a und 6 b ausreichend ohne Batterie zu speisen. Bei mangelnder Sonneneinstrahlung besteht die Mög -lichkeit zu segeln.
Die erfindungsgemäßen Materialstreifen mit den Solarzellen 1 c und 1 b gemäß Fig. 3 sind auch bei Luftschiffen oder Drachen verwendbar, wobei sie bevorzugt, wie schon erwähnt, ebenfalls an der Hinterkante der Luftschiffe oder Drachen befestigt werden können. Sie können aus Textilien oder Kunststoffmaterial bestehen, das zumindest teilweise ela -stisch ist. Die in der Luft erfolgenden Bewegungen stören in der Regel nicht.
Eine weitere bevorzugte Möglichkeit ergibt sich dadurch, daß das Luftschiff mit durchsichtigen Außen- und Innenhüllen versehen wird und in dem mit Gas gefüllten Raum die Plattenkonstruktion nach dem Hauptpatent angeordnet wird. Diese Maßnahme zeigt den Vorteil, daß der Luftwiderstand nicht vergrößert ist. Außerdem wird dadurch die Sonnennachführung mit Konzentratoren ermöglicht.

Claims

1. Solarkraftwerk mit Halbleitersolarzellen zur Erzeugung von elektrischem Strom nach Patent P 29 01 404, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleitersolarzellen an einem die Solarzellen in den Luftraum fördernden Element an dünnen, bahnförmigen Materialstreifen angeordnet sind, die an der - in der Windrichtung gesehen - hinteren Kante eines Luftschiffes (39) oder Flugzeuges (47) zum Hauptantrieb desselben angeordnet sind.

2. Solarkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialstreifen mit den Solarzellen (1 b, 1 c) mittels Seilen (78) an der Hinterkante der Tragflächen eines Motor-Segelflugzeuges (47) befestigt sind, wobei die Seile um die Tragflächen herumgeführt sind.

3. Solarkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen, bahnförmigen Materialstreifen von beiden Seiten mit den Solarzellen versehen sind.

4. Solarkraftwerk mit Halbleitersolarzellen zur Erzeugung von elektrischem Strom, nach Patent P 29 01 404, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzellen im Innenraum eines mit Gas gefüllten Luftschiffes zu dessen Hauptantrieb angeordnet sind, wobei die Außen- und Innenhüllen des Luftschiffes durchsichtig ausgebildet sind.