Klimawandel: Elektrisch fliegen als Alternative? „Zuverlässigkeit der Speicher steigern.“
Bayerische Forscher haben laut Sat.1-Bayern herausgefunden, dass die Kondensstreifen von Flugzeugen die Klimaerwärmung wesentlich stärker beeinflusst als die Triebwerks-Emissionen. Nicht nur deshalb stehen alternative Antriebstechnologien schon seit einiger Zeit im Fokus der Forschungen.
Der erste Luftfahrt-Umweltbericht der EU-Kommission erwartet eine Verdoppelung des Luftverkehrs binnen 20 Jahren. Eine Alternative zu den herkömmlichen Antrieben sind elektrisch betriebene Flugzeuge. Diese würden weder Schadstoffe emittieren, noch Kondensstreifen hinterlassen. Allerdings haben in der Vergangenheit schon viele Unternehmen versucht, diese Idee in die Realität umzusetzen. Nicht ohne Verluste: Im Januar 2013 am Flughafen in Boston begann eine Lithium-Ionen-Batterie in einer Boeing 787 „Dreamliner“ zu brennen. Danach hatten alle „Dreamliner“ drei Monate lang Flugverbot. Es handelte sich aber noch nicht um ein elektrisch betriebenes Flugzeug – das erste wirklich funktionierende fliegt eben um die Welt – die Solar Impuls 2.
Die Solar Impulse 2 (Si2) ist am 25. Mai um 20:49 Uhr Ortszeit (UTC-4) mit Bertrand Piccard im Cockpit auf dem Lehigh Valley International Airport, Pennsylvania, gelandet. nachdem sie am selben Morgen um 04.02 Ortszeit (UTC-4) gestartet war. Der 649 Meilen (1.044 km) lange Flug, der mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 38,65 mph (62,20 kmh) und einer maximalen Höhe von 15.000 Fuß (4.572 m) 16 Stunden und 47 Minuten dauerte, ist ein Teil desr Versuchs, zum ersten Mal mit einem Solar Flugzeug rund um die Erde zu fliegen. Ziel ist es, zu zeigen, wie moderne, saubere Technologien, das Unmögliche möglich machen können. So bald wie möglich wird André Borschberg bei schönem Wetter die Si2 nach New York City fliegen und so die Überquerung der Vereinigten Staaten abschließen. Danach geht es über den Atlantik zurück nach Europa. Endstation (und Ausgangspunkt waren) sind die Vereinigten Arabischen Emirate. Siehe auch: solarify.eu/solar-impulse-2-mit-neuem-weltrekord
Batterie noch keine Alternative
Am Lehrstuhl für elektrische Energiespeichertechnik der TU München untersucht ein Team um Professor Andreas Jossen die Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Batteriesystemen. Dabei interessiert die Ingenieure vor allem die Ausfallwahrscheinlichkeit einzelner Zellen in einem Batteriesystem.
PowerLab – Entwicklung einer Technologieplattform für elektrisches Fliegen
Gesamtziel des Vorhabens „PowerLab“ am Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik (EES) der TUM ist die Bildung eines Kompetenzcenters für hybride und vollelektrische Luft- fahrtantriebe. Hierzu wurde im Rahmen des Projektes eine beispielhafte Bündelung verschiedener Kompetenzen durch die Einbindung namhafter Industriefirmen, Forschungseinrichtungen und Universitäten erreicht.
Im Rahmen des Projektes sollen Schlüsseltechnologien zur Effizienzsteigerung, Verringerung des Bedarfs an fossilen Treibstoffen und damit einhergehenden Emissionen, sowie eine Erhöhung der Sicherheit und Zuverlässigkeit entwickelt werden. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse werden Prototypen hybrider oder vollelektrischer Antriebe entwickelt. Neben der Entwicklung der notwendigen Technologien, wie Antriebstechnik oder Energiespeichersystem, wird deren Integrierbarkeit in Fluggeräte, sowie die Implementierung in die Flughafeninfrastruktur anhand von Systemstudien untersucht.
Mittels verschiedener untersuchter Plattformen, z.B. hybride oder vollelektrische Antriebsstränge für TurboProp-Maschinen oder Hubschrauberanwendungen können adäquate Systemparameter, wie maximale Spannungslage oder minimale Leistungs- und Energiedichte gewonnen werden.
Das EES bringt im Rahmen des Projektes seine Kompetenz auf dem Gebiet der Energiespeichersysteme ein. Hierbei wird seitens des EES ein Batteriemodul ausgelegt und konzipiert, welches die besonderen Anforderungen in der Luftfahrt, speziell hinsichtlich Gewichtseffizienz und Zuverlässigkeit, erfüllt.
Projektkoordinator: Airbus Group Innovations, Ottobrunn – Laufzeit des Vorhabens: bis 31.12.2016
„Wenn Sie in einem Fahrzeug einen Fehler haben im Batteriesystem, dann können Sie mit einer hohen Wahrscheinlichkeit rechts ranfahren, ohne dass da etwas passiert. In der Luftfahrt ist das nicht möglich, das heißt, wir müssen die Zuverlässigkeit dieser Speicher steigern“, erklärt Jossen, Ingenieur für Elektrotechnik.
Fest steht bis heute allerdings: Egal wie weit die Wissenschaftler ihre Forschungen treiben, kein alternatives Konzept wird sich rechnen, solange Öl billig ist und die Umweltschäden durch Verbrennung von Kerosin nicht verrechnet werden. Und: Strom hat für die Mobilität nur dann einen Sinn, wenn er aus Erneuerbaren Quellen kommt.
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