Ernergietransport mittels Glasfaserkabel

Tiere & Natur Natur & Umwelt
#21

Hallo,

Doch, ich zitiere:

Sorry, hab ich überlesen. Leider ist die Quelle auch n icht sehr ergiebig. Auf wissenschaftlichen Seiten habe ich nichts darüber gefunden. Weißt Du da mehr drüber?

Tja, nur sind da keine konkreten Zahlenwerte genannt. An
anderer Stelle stand mal das moderne Glasfaserleitungen 0,2
Dezibel „Dämpfung“ auf 1 Kilometer haben, doch ich bin hierbei
etwas überfordert dies in einen prozentualen Leitungsverlust
umzurechnen.

0.2dB sind etwa 5%, wenn ich mich nicht verrechnet habe. Also erheblich schlechter als beim Hochspannungskabel. Und das gilt ja auch nicht für breitbandiges Licht.

Es sei denn man
würde das Licht am Ende z.B. prismatisch auffächern und auf
verschiedene photovoltaische Zellen verteilen, die bei
unterschiedlichen Spektren gut arbeiten.

Auffächern müsste man ohnehin ganz erheblich. Wie groß sind Solarzellen, die eine Leistung von z.B. 1MW erzeugen? Gebündeltes Licht erzeugen ist das eine, aus gebündeltem Licht Strom machen ist leider nicht ganz so einfach.
Gruß
loderunner

#22

Hallo d.,

Wobei ein Fehler in meiner Antwort steckte, wie Sax76
aufgezeigt hat. Es ist schon möglich, direkt aus Sonnenlicht
einen Laser zu betreiben, wie in dem Beispiel mit dem
Weltraum-Kraftwerk zu sehen. Da es aus dem Weltraum für uns
derzeit nicht machbar ist, ein Kabel zu Erde zu legen, macht
das in diesem speziellen Fall wohl Sinn, weil man die Energie
ohnehin kabellos übertragen müsste.

Nur, was passiert im Fehlerfall?

Da hat man dann einen Laserbeam mit einigen MW Leistung, der ganze Aufwand macht für ein paar Watt ja keinen Sinn.
Wenn der Satellit nun irgendwie ins trudeln kommt und die Schnellabschaltung nicht funktioniert …

MfG Peter(TOO)

#23

Hallo

Hallo,

Aha. Was ist aber mit den Transmissionsverlusten?

Es gibt natürlich Verunreinigungen und auch Lichtdämpfung.
Letztere kann man aber wengstens in den von dir angesprochenen
Monomodefasern möglichst klein halten.

Ja. Aber eben immer noch weit schlechter als beim simplen
Stromkabel.

Man muss aber auch einen anständigen Vergleich bieten. Wie sieht denn die Dämpfung in einem Koaxialkabel mit 10µm Innenleiter-Durchmesser aus?
http://de.wikipedia.org/wiki/Koaxialkabel#Technische…

Und was sagst du zum Prinzip der Gradientlichtleiter.

Was soll ich dazu sagen? Die unterschiedliche (optische)
Kerndichte ist eine nette Sache, aber man kann das IMHO immer
noch mit der Totalreflexion erklären.

Nein. Schonmal was von ‚Beugung‘ gehört?

So, kann man das nicht. Dann erklär mir das mit der Beugung doch bitte mal.

Gruß
Florian

#24

Hallo,

Man muss aber auch einen anständigen Vergleich bieten. Wie
sieht denn die Dämpfung in einem Koaxialkabel mit 10µm
Innenleiter-Durchmesser aus?

Wenn Du schon vergleichst: wird die Dämpfung beim Lichtleiter sehr viel kleiner, wenn man einen dickeren nimmt?

Nein. Schonmal was von ‚Beugung‘ gehört?

So, kann man das nicht. Dann erklär mir das mit der Beugung
doch bitte mal.

Durch den Gradienten beim Brechungsindex wird der Lichtstrahl nicht reflektiert, sondern zur Leitungsmitte hin abgelenkt, also verbogen.
Gruß
loderunner

#25

Servus,

Sorry, hab ich überlesen. Leider ist die Quelle auch n icht
sehr ergiebig. Auf wissenschaftlichen Seiten habe ich nichts
darüber gefunden. Weißt Du da mehr drüber?

Leider nein, „Deconstruct“ hatte zumindest einen Wiki-Artikel gefunden.

Weitere interessante Artikel sind:
http://www.technologyreview.com/Energy/19402/

Und ein alter Artikel, der das Prinzip erklärt, jedoch noch nicht die neuen Materialien in Betracht zieht.
http://www.mill-creek-systems.com/se/solar_laser_SPI…

Aber wie auch immer, mir war nicht klar, dass die Leitungsverluste bei Glasfaserkabeln so hoch bzw. bei Hochspannungsleitungen so niedrig sind.

Die Energieübertragung mittels Glasfaser wird also lediglich eine Nischenanwendung bleiben.

Gruß,
Sax

Gruß,
Sax

#26

Hallo

Das hätte ich jetzt aber Brechung genannt und das die Totalreflexion nicht auftritt bzw. verwendet wird heißt das auch nicht unbedingt.

Gruß
Florian

#27

Hallo,

Nur, was passiert im Fehlerfall?

Wohl nichts.

Da hat man dann einen Laserbeam mit einigen MW Leistung, der
ganze Aufwand macht für ein paar Watt ja keinen Sinn.
Wenn der Satellit nun irgendwie ins trudeln kommt und die
Schnellabschaltung nicht funktioniert …

Wenn man das Sonnenlicht erst mit sphärischen Spiegeln sammelt, dann passiert das gleiche wie bei einem Teleskop hier auf der Erde, durch das du die Sonne beobachtest. Sobald du es minimal verstellst, wandert die Sonne aufgrund der langen Brennweite aus dem Fokus und das Licht ist weg, und somit auch der Laserstrahl. Dazu brauchst du dann keinerlei Elektronik oder Schnellabschaltung, sondern die optischen Eigenschaften des System würde dafür sorgen, dass es nur funktionieren würde, *wenn* der Satellit korrekt ausgerichtet ist.

Aber das ist ja alles noch hypothetische Zukunftsmusik, und es geht wohl erst mal darum, überhaupt die Machbarkeit zu studieren. Man ist hier doch noch weit von einer Implementierung entfernt und es ist doch daher auch noch ein bisschen arg früh, solche Fragen zu stellen, wenn du gar nicht weißt, wie das System aufgebaut ist.

vg,
d.

#28

Hallo,

Das hätte ich jetzt aber Brechung genannt

Brechung ist für beides vonnöten.
Nur gibt es einmal eine Grenzschicht mit Totalreflxion (Spiegel) und einmal einen fließenden Übergang zwischen den beiden Materialien, der eben nicht reflektiert, sondern den Strahl verbiegt.

und das die
Totalreflexion nicht auftritt bzw. verwendet wird heißt das
auch nicht unbedingt.

Doch. Im zweiten Fall tritt das Licht ja in den Übergangsbereich ein und wird nicht reflektiert. Es ergibt sich dann keine Zickzacklinie mit Knickpunkten, sondern eine Schlangenlinie.
Gruß
loderunner

#29

Der Dichteunterschiede sollen ja auch nicht gezackt sondern parabol verteilt ein. Ich denke jetzt verstehe ich diese Funkrionsweise.
Hab mir die Sache mal wieder zu einfach gemacht.

Danke und Gruß
Florian

#30

Hallo,

Sorry, hab ich überlesen. Leider ist die Quelle auch nicht
sehr ergiebig. Auf wissenschaftlichen Seiten habe ich nichts
darüber gefunden. Weißt Du da mehr drüber?

In dem vorher erwähnten Wiki-Artikel ist ein recht umfangreiches, zwar bisschen älteres, Paper der NASA zitiert:

NASA Technical Memorandum 4002, Preliminary Design and Cost of a 1-Megawatt Solar-Pumped Iodide Laser Space-to-Space Transmission Station, Young et al, 1987
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov…

Außerdem findest du mit dem Begriff „solar pumped laser“ eine ganze Menge bei Google Scholar.

vg,
d.

#31

Danke! (owt)
nix

#32

Nur, was passiert im Fehlerfall?

Hallo Peter,

das wurde schon durchkonstruiert, zumindest für Energieübertragung mit Mikrowellen: der Strahl wird so aufgeweitet, dass auf der Erdoberfläche die Energiedichte ungefährlich für Lebewesen ist (jedenfalls was die Aufheizung angeht), aber mit grossflächigen Antennenfeldern die Energie aufgefangen werden kann.

Das grosse Hindernis dürfte aber das gleiche sein wie bei der Schnapsidee, nicht die Wohnungen, sondern die Bewohner mit Mikrowellenfeldern zu heizen, um Energie zu sparen - wenn die Menschen schon vor ihrem Handy Angst haben, liegt die Akzeptanz für solche Lösungen absolut bei Null. Und in den beiden Fällen würde ich mich dieser Meinung auch anschliessen.

Gruss Reinhard