Ich weiß also, dass batteriebetriebene Flugzeuge nicht praktikabel sind, weil einfach nicht genug Kraft zum Gewicht vorhanden ist. Aber was ist mit einem Luftschiff? Luftschiffe müssen sich nicht bewegen, um in der Luft zu bleiben.
Wie würde das für ein realistisches Luftschiff mit einem großen Ballon funktionieren, der mit Wasserstoff- oder Heliumgas gefüllt ist?
Ich habe eine Flüssigmetallbatterie spezifiziert, weil ich gerade von ihnen erfahren habe und mir gesagt wurde, dass sie eine höhere Ausgangsleistung als Lithium-Ionen-Batterien haben und sich im Laufe der Zeit nicht verschlechtern (hier ist mehr zu diesem Thema: https: //news.utexas .edu/2020/07/06/new-room-temperature-liquid-metal-battery-could-be-the-path-to-powering-the-future/ ), aber wenn es eine bessere Energiespeicherung gibt , Davon würde ich auch gerne hören.
Es gibt einen berechtigten Grund für elektrisch angetriebene Luftschiffe:
Im Gegensatz zu Flugzeugen, die schwerer als Luft sind, nimmt die Reichweite von Luftschiffen nicht wesentlich zu, wenn die Treibstoffmasse abnimmt. Ja, ein treibstoffbetriebenes Luftschiff, das fast leer ist, wäre im Vergleich zu seinem vollen Zustand etwas agiler und schneller, aber aufgrund der unvermeidlich schlechten Aerodynamik eines solchen Flugzeugs wäre es kein so großer Reichweitenschub.
Elektrischer Strom ermöglicht das Aufladen unterwegs und eine potenziell unendliche Reichweite . Da Solarzellen jeden Tag dünner und leichter werden, ist es nur logisch, die Oberseite des Flugzeugs mit Solarzellen zu beschichten. Das Luftschiff kann dann nicht nur über Wolken und Wetter fliegen, um den ganzen Tag Sonne zu bekommen, sondern die Sonnenintensität ist in höheren Lagen auch höher, weil es weniger Atmosphäre zwischen der Sonne und dem Panel gibt. Solange Sie Gas in der Tasche heben können, kann Ihr Luftschiff ewig mit Solarenergie fliegen.
Elektromotoren haben in Luftschiffhöhen Vorteile gegenüber Verbrennungsmotoren:
Elektromotoren arbeiten besser bei Kälte und benötigen keine Wärmer, Drosseln oder Flüssigkeiten, die speziell für Kälte geeignet sind
Ein bürstenloser Elektromotor ist mechanisch einfacher, hat weniger bewegliche Teile und ist zuverlässiger als ein Verbrennungsmotor
Elektromotoren sind im Allgemeinen leichter als ihre Gegenstücke mit Verbrennungsmotor, insbesondere wenn man bedenkt, dass sie keine Getriebe oder Kupplungen benötigen und selbst im Stillstand ein maximales Drehmoment ausüben können
Verbrennungsmotoren können in großen Höhen einfach absterben, weil der Luftdruck nicht ausreicht, um ihnen genügend Sauerstoff für eine erfolgreiche Verbrennung zuzuführen. Zumal ein Luftschiff langsam ist und Staulufteinlässe nicht möglich sind, wäre das Sammeln von genügend Luft energieintensiv. Ein mit Kraftstoff betriebenes Luftschiff in großer Höhe müsste möglicherweise Oxidationsmittel zusammen mit Kraftstoff mitbringen
BEARBEITEN: Es sollte beachtet werden, dass "Flüssigmetall" nicht die richtige Batterietechnologie für den Einsatz auf einem Luftschiff ist - sein Hauptvorteil besteht darin, wie (potentiell) billig es ist und sich daher gut für die Speicherung von Netzenergie im großen Maßstab eignet. Sie laufen sehr heiß und sind nicht so gebaut, dass sie leicht oder extrem energiedicht sind: Li-Ion- oder Li-Po-Batterien wären besser für ein Luftschiff.
Da Ihr Luftschiff nicht auf Energie angewiesen ist, um in der Luft zu bleiben, wird der Energiebedarf nicht nur stark reduziert, sondern die Energiedichte Ihres Speichers wird im Wesentlichen irrelevant. Sie könnten eine Tonne (oder mehrere Tonnen) Bleisäurebatterien an Ihr Luftschiff kleben und es trotzdem in die Luft bringen, wenn das Hüllenvolumen groß genug ist.
Natürlich ist größer langsamer, und hier können Sie mit Flüssigmetallbatterien einige Vorteile erzielen. Eine höhere Energiedichte bedeutet weniger Gesamtmasse, kleinere Hüllkurven, leichtere Rahmen, weniger Luftwiderstand ... was zu mehr Geschwindigkeit und Wendigkeit führt. Kleine, wendige Luftschiffe, die herumflitzen, klingt irgendwie interessant, oder?
Je höher die Energiedichte des Speichers, desto besser. Aus diesem Grund könnte ein hybrider Ultrakondensator-/Brennstoffzellenspeicher eine noch bessere Option sein.
AlexP
Globin347