Zukunft Energie  

1. Juli 2011

Auf Lilienthals Spuren: Solarflugzeug schreibt Luftfahrtgeschichte

Der Traum vom Fliegen gehört seit frühester Zeit zu den Träumen der Menschheit. Dank Luftfahrtpionieren wie Otto Lilienthal und den Brüdern Wilbur und Orville Wright ging dieser Wunsch in Erfüllung. An moderne Passagierflugzeuge war nach dem ersten Motorflug im Jahre 1903 natürlich nicht zu denken. Und dennoch: Abenteurer wie Lilienthal und die Wrights legten mit ihren Ideen und tollkühnen Flugversuchen den Grundstein für gigantische Flugzeuge wie den Airbus A380.

Bahnbrechende Entwicklungen erfordern große Visionen und Visionäre. Heute führen Bertrand Piccard und André Borschberg das weiter, was Lilienthal und Co. vor mehr als 100 Jahren begonnen haben. Ihr Projekt: „Solar Impulse“. Ein Solarflugzeug, das ohne Belastung der Umwelt fliegt – nur mit der Kraft der Sonne.

Drei auf einen Streich – Solar Impulse auf Rekordjagd

Genau wie ihre berühmten Vorgänger haben auch die beiden Schweizer Luftfahrtgeschichte geschrieben. Gleich drei Rekorde erreichte der Prototyp Solar Impulse HB-SIA im Jahre 2010. Nie zuvor hatte ein solarbetriebenes Flugzeug eine absolute Höhe von 9.235 Metern erreicht. Der dabei erzielte Höhengewinn von 8.744 Metern war ebenfalls rekordwürdig. Noch beeindruckender war allerdings die Flugdauer. Noch nie war ein Solarflugzeug ohne Unterbrechung mehr als 26 Stunden in der Luft geblieben.

Erst kürzlich gelang mit dem ersten internationalen Flug ein weiterer Meilenstein: André Borschberg, bereits Pilot beim Rekordflug, startete in Payerne (Schweiz) und landete 13 Stunden später sicher im belgischen Brüssel. Weiter geht’s 2012. Dann wollen die Abenteurer mit Unterstützung der Sonne in 25 Tagen die Erde umrunden.

Flug mit Blick auf die Alpen | © solar Impulse/Jean Revillard/Rezo.ch

Flug mit Blick auf die Alpen | © solar Impulse/Jean Revillard/Rezo.ch


Fotovoltaikzellen als Kerosinersatz

Doch wie ist all das möglich? Um mit der Energie der Sonne zu fliegen, verfügt die Solar Impulse über 11.628 Fotovoltaikzellen, die sich auf den Tragflächen befinden. Die mit den Zellen gewonnene Energie wird in vier Lithium-Polymer-Batterien gespeichert und zum Antrieb der vier Elektromotoren verwendet. Diese bringen eine Leistung von je zehn PS und sorgen damit für die Rotation der Propeller. Zum Vergleich: Die vier Triebwerke eines A380 leisten über 120.000 PS – sie verbrauchen aber auch 1.700 Liter Kerosin auf 100 Kilometern.

Die montierten Solarzellen bestehen aus monokristallinem Silizium und haben einen Wirkungsgrad von 22 Prozent. Der Wirkungsgrad einer Solarzelle gibt an, wie viel der eingestrahlten Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Je höher also der Wirkungsgrad, desto kleiner die benötigte Fläche. Bei einer Fläche von „nur“ etwa 200 Quadratmetern, welche die 63,40 Meter breiten Tragflächen der Solar Impulse bieten, ist ein hoher Wirkungsgrad also besonders wichtig, um ausreichend mit Sonnenenergie versorgt zu werden.

Klein, aber fein - das Cockpit der Solar Impulse | © solar Impulse/Fred Merz/Rezo.ch

Klein, aber fein - das Cockpit der Solar Impulse | © solar Impulse/Fred Merz/Rezo.ch


Genug Energie für den Nachtflug

Mit der vorhandenen Technik kommt die Solar Impulse also völlig ohne Kerosin oder andere Kraftstoffe aus. Bei Tageslicht speisen die Solarzellen die Batterien mit Energie. Ein einfaches und umweltschonendes Prinzip. Doch wie funktioniert das Fliegen bei Nacht? Bei seinem Rekordflug stieg Borschberg mit vollgeladenen Batterien stetig auf 8.500 Meter Höhe. Bei Eintritt der Dämmerung schaltete er die Motoren ab und startete einen mehrstündigen, energiesparenden Sinkflug auf 1.500 Meter. Dort angekommen zog das Flugzeug – nun wieder mit Motorkraft – in der Dunkelheit seine Bahnen. Angetrieben durch die gespeicherte Energie der Sonne. Bei Tagesanbruch waren sogar noch Energiereserven vorhanden, die für mehrere Flugstunden gereicht hätten.

Dass auch Passagiermaschinen in Zukunft ohne Kerosin von Kontinent zu Kontinent fliegen, dürfte eher unwahrscheinlich sein. Doch auch Lilienthal und die Wrights haben vor 100 Jahren sicher nicht an den A380 gedacht.

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