Energie Blog | 12. April 2010 | von Jan Oliver Löfken

Energie-Frage der Woche: Kann man allein mit der Kraft der Sonne fliegen?

Im Kreuzfahrtschiff sind elektrische Antriebe - gespeist von Dieselmotoren - heute Standard. In Hamburg fahren Brennstoffzellen-Busse mit Elektromotoren täglich im Linienverkehr. Und auch erste Flugzeuge hoben schon mit rein elektrischem Antrieb ab. Doch können auf der Suche nach pfiffigen und klimafreundlichen Antrieben auch Solarzellen genug Strom liefern, um ein Flugzeug zu starten?

In der Tat reicht die alleinige Kraft der Sonne aus, um einen Flieger in die Lüfte zu erheben. Den jüngsten Beweis lieferte vor kurzem das Solarflugzeug "Solar Impulse" mit einem 87 Minuten dauernden Jungfernflug. Bei dem Solarflugzeug fangen 12.000 Solarzellen auf der insgesamt 63 Meter breiten Flügelfläche genug Sonnenlicht ein, um vier 10-PS-Elektromotoren in Gang zu setzen. Mit einer Geschwindigkeit von knapp 50 Kilometern pro Stunde hob "Solar Impulse" vom Militärflughafen Payerne im schweizerischen Kanton Waadt ab und erreichte eine Höhe von knapp 1200 Metern.

Weltumrundung für 2012 geplant

Allerdings kann das nur 1600 Kilogramm schwere Flugzeug mit seiner riesigen Spannweite nur einen Piloten tragen. Während eines sonnigen Tages lässt sich genügend überschüssige Energie in Batterien speichern, sodass sich damit auch der Flug durch die Nacht überbrücken lässt. Die beiden Gründer des Projekts, André Borschberg und Bertrand Piccard, planen bereits für das Jahr 2012 eine Weltumrundung mit ihrem Solarflugzeug - jedoch mit zahlreichen Zwischenstopps.

Auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat wichtige Beiträge zum Erfolg dieses Jungfernfluges beigetragen. So wurde am DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik in Braunschweig die Aerodynamik von "Solar Impulse" simuliert, um beispielsweise den Auftrieb und die wirkenden Seitenkräfte bei Windböen zu ermitteln. "Mit der großen Spannweite bewegt man sich in Regionen, die jenseits der bekannten Ingenieurserfahrung liegen. Das ist eine besondere Herausforderung für Aerodynamik und Struktur", sagt Martin Hepperle vom DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik. Zudem stand im Rahmen der Arbeiten des Göttinger DLR-Instituts für Aeroelastik das Strukturverhalten der Konstruktion auf dem Prüfstand. In so genannten Standschwingungsversuchen, bei denen die Flattersicherheit von Flugzeugen untersucht wird, musste "Solar Impulse" seine ausreichende Stabilität unter Beweis stellen.


Aerodynamik-Modell von Solar Impulse: Druckverteilung mit Stromlinien auf der Oberfläche eines Prototyps. Bild: DLR. Bild oben: Solar Impulse/EPFL Claudio Leonardi.

Mit Brennstoffzellen in die Lüfte

Aber die DLR-Forscher unterstützen nicht nur die Solarpiloten auf ihrem Weg gen Himmel. Mit dem Forschungsflugzeug "Antares DLR-H2" ließen sie im Juli 2009 das erste bemannte und ausschließlich mit Strom aus Brennstoffzellen startfähige Flugzeug zum Jungfernflug starten. Im Unterschied zu "Solar Impulse" kann "Antares" auch völlig unabhängig von der Bewölkung und vom Tageslicht fliegen. Nachdem das durchschnittlich 115 Kilometer pro Stunde schnelle Elektroflugzeug im November 2009 auf seinem 69-minütigen Flug mit 2558 Metern Flughöhe einen Höhenrekord aufstellte, planen die Forscher vom DLR-Institut für Technische Thermodynamik in Stuttgart für den kommenden Sommer weitere und längere Testflüge, über die Sie in einer kommenden Folge des Energie-Blogs lesen werden.

Weitere Informationen zum Thema:

DLR-Webcast: Solarflugzeug "Solar Impulse" - Mit Sonnenenergie rund um den Globus

DLR unterstützt geplanten Rekord-Flug mit Solar-Segelflugzeug

Die DLR-Energiefrage der Woche im Wissenschaftsjahr "Die Zukunft der Energie"

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat das Wissenschaftsjahr 2010 unter das Motto "Die Zukunft der Energie" gestellt. Aus diesem Anlass beantwortet der Wissenschaftsjournalist Jan Oliver Löfken in diesem Jahr jede Woche eine Frage zum Thema Energie in diesem Blog. Haben Sie Fragen, wie unsere Energieversorgung in Zukunft aussehen könnte? Oder wollen Sie wissen, wie beispielsweise ein Wellenkraftwerk funktioniert und wie effizient damit Strom erzeugt werden kann? Dann schicken Sie uns Ihre Fragen per E-Mail. Wissenschaftsjournalist Jan Oliver Löfken recherchiert die Antworten und veröffentlicht sie jede Woche in diesem Blog.

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Über den Autor

Der Energiejournalist Jan Oliver Löfken schreibt unter anderem für Technologie Review, Wissenschaft aktuell, Tagesspiegel, Berliner Zeitung und das P.M. Magazin. Derzeit diskutiert er im DLR-Energieblog aktuelle Themen rund um die Energiewende. zur Autorenseite

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