Drohne länger fliegen lassen? Solar-Energie macht es möglich mit flexible, leichte Zellen

Drohnen mit Multirotoren könnten eines Tages ihre Batterien unterwegs aufladen, ohne auf eine Ladestation angewiesen zu sein. Das könnte mithilfe von ultradünnen Solarzellen passieren, die in die Drohnen integriert sind. Diese Solarzellen wurden schon erfolgreich an einem kleinem Quadrocopter getestet.

Drohnen können meisten nur etwa 30 Minuten fliegen, bevor ihr Akku sich dem Ende zuneigt. So sind die Drohnen in ihren Strecken sehr beschränkt und können sich nur 15 Minuten entfernen, da sie für den Rückflug noch genügend Akku benötigen.

Innovative Lösung: Solar-betriebene Drohne

Wissenschaftler der Johannes Kepler Universität Linz haben nun aber eine Lösung für diese Problem. Die Forscher haben flexible, leichte Zellen entwickelt, die aus einen Halbleitermaterial bestehen, das den Name Perowskit trägt.

Diese Zellen sind weniger als 2,5 Mikrometer dick und haben bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität eine Wirkung von 20,1 % und können eine Leistung von bis zu 44 Watt pro Gramm generieren.

Modernes Laden mit Solar-Energie

In einem Konzeptnachweis montierte das Team 24 dieser Zellen auf einen handelsüblichen CX10-Miniatur-Quadcopter. Die Anordnung der Zellen machte nur  nur ein Vierhundertstel des Gesamtgewichts des Fluggeräts aus.

Nun wurde eine Versuchsreihe durchgeführt, bei der der Prototyp in einem Innenraum von einer künstlichen Lichtquelle bestrahlt wurde wurde, die Sonnenlicht simulieren soll.

Die Drohne wurde mehrmals 10 Sekunden mit halbem Gas in der Luft gehalten und dann wieder für 30 Minuten aufgeladen. Der Prototyp Solar Hopper hat diesen Zyklus sechs mal hintereinander erfolgreich abgeschlossen – so hätte er theoretisch unbegrenzt fortsetzen können.

Längeres Fliegen durch moderne Technologie

Eine weitere Versuchsreihe ergab, sich die Flugzeit der Drohnen mit angeschlossenem Solarfeld um circa 6 % verlängerte.

Auch wenn das nicht so viel scheint, ist die Technologie auch eher dafür angelegt, dass die Drohnen unterwegs anhalten und sich, wo auch immer Sonnenlicht verfügbar ist, aufladen können.

Laut den Wissenschaftler könne die Technologie auch über das Aufladen von Drohnen hinaus noch andere Verwendungszwecke finden.

Möglichkeiten für die Zukunft

„Ultradünne und leichte Solarzellen haben nicht nur ein enormes Potenzial, die Energieerzeugung in der Luft- und Raumfahrtindustrie zu revolutionieren, es gibt auch eine Vielzahl von Anwendungen wie tragbare Elektronik und das Internet der Dinge, die ebenfalls von dieser neuen Technologie profitieren können“, sagt Christoph Putz, einer der Hauptautoren der Studie. „Leichte, anpassungsfähige und hocheffiziente Photovoltaik ist der Schlüssel zur Entwicklung der nächsten Generation von autarken Energiesystemen.“

Ein Artikel über die Forschung, die von den Professoren Martin Kaltenbrunner und Niyazi Serdar Sariciftci geleitet wurde, wurde vor Kurzem in der Zeitschrift Nature Energy veröffentlicht.

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Quelle

https://newatlas.com/drones/solar-cells-drone-recharge-sunlight/