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Lieferanten: Solarbetriebene Drohnen
VTOL- und Starrflügel-UAVs, Autopiloten, GCS, Komponenten und Nutzlasten für UAS
Solarbetriebene UAVs und Drohnen
In diesem Leitfaden
Solarbetriebene Drohnen
Die Verlängerung der Lebensdauer von elektrischen unbemannten Luftfahrzeugen (Drohnen, UAV, UAS, RPAS) ist für viele Hersteller von Drohnen, UAVs und autonomen Fahrzeugen ein wichtiger Aspekt. Dies kann zwar durch den Einbau zusätzlicher Batterien erreicht werden, jedoch sind das zusätzliche Gewicht und der Platzbedarf oft kontraproduktiv. Entwicklungen in der Solarenergietechnologie haben die Photovoltaik (PV) zu einer möglichen Alternative für die Stromversorgung von UAVs, Drohnen und anderen unbemannten Flugzeugen gemacht.
Solarbetriebene UAV-Plattformen
Solarbetriebene Quadcopter, Multirotoren und kleine UAS
Rotierende UAVs verfügen in der Regel nicht über genügend nutzbaren Platz auf dem Flugzeug, um Sonnenkollektoren anzubringen. Sie sind bei der Erzeugung von Auftrieb weniger effizient als Starrflügelflugzeuge, was bedeutet, dass eine Vergrößerung eine erhebliche technische Herausforderung darstellt. Ein Team der Universität Singapur hat einen experimentellen, zu 100 % solarbetriebenen Quadcopter entwickelt – dieser ist jedoch extrem dünn und derzeit nicht in der Lage, eine nennenswerte Nutzlast zu tragen.
Kleine UAS mit festen Tragflächen verfügen möglicherweise über genügend Oberfläche, um Solarzellen zu integrieren, die die Ausdauer des Fluggeräts erhöhen. Bei bestehenden UAV-Plattformen kann dies sogar ohne Neukonstruktion der UAV-Struktur erfolgen, wenn eine ausreichend dünne und flexible Solartechnologie ausgewählt wird.
HAPS und HALE UAS (High Altitude Long Endurance)
HALE UAS, auch bekannt als HAPS (High-Altitude Pseudo-Satellites), sind für den kontinuierlichen Betrieb in der Stratosphäre über einen Zeitraum von mehreren Monaten ausgelegt. Zu den Anwendungsbereichen von HALE-UAVs gehören die permanente Überwachung und die Bereitstellung von Kommunikationsdiensten in Gebieten, in denen die Netzwerkinfrastruktur unzureichend oder nicht vorhanden ist.
Derzeit gibt es keine HALE-UAS, die ganzjährig eingesetzt werden können. Aufgrund des Wachstums in der Solarindustrie und im Bereich der unbemannten Systemtechnologie werden jedoch die Forschung und Entwicklung von HALE-Plattformen vorangetrieben und die Leistung kontinuierlich verbessert.
Batterien allein können den Dauerbetrieb dieser UAVs für große Höhen und lange Flugzeiten nicht aufrechterhalten, daher sind Solarzellen ein wichtiger Bestandteil ihrer Stromversorgungssysteme.
Aufgrund der Höhen, in denen sie eingesetzt werden, sind HALE-UAS besonderen Bedingungen ausgesetzt. Höhere Höhen bedeuten niedrigere Temperaturen, was die Leistungsabgabe von Solarzellen tatsächlich erhöht. Der Faktor, um den die Leistung gesteigert wird, hängt vom Temperaturkoeffizienten des Materials ab, der wiederum über die großen Temperaturbereiche, die in diesen Höhen auftreten, variieren kann.
HALE-UAS operieren in der Regel in Höhen von 15 bis 24 km, wo sie eine ungehinderte Sonneneinstrahlung sowie einen gewissen Schutz vor ultravioletter Strahlung durch die Ozonschicht genießen. Neben der Temperatur hängt die Leistung dieser Solarzellen auch von der spektralen Bestrahlungsstärke ab, die wiederum mit der Tageszeit, der Jahreszeit und dem Einfallswinkel der Solarzelle zur Sonne variiert.
Aufgrund ihrer Größe ist das Gewicht ein exponentiell wachsendes Problem für HALE-UAVs. Solarzellen für HALE-UAS müssen leicht und flexibel sein, damit sie sich leicht in die Flügelstruktur integrieren lassen. Aufgrund der rauen Umgebungsbedingungen, in denen diese Flugzeuge eingesetzt werden, müssen die UAV-Solarzellen und ihr Kapselungssystem äußerst widerstandsfähig gegen extreme Temperaturen, Vibrationen und Biegungen sein.








