Batterien denken mit

  • 21. March 2017

Raumfahrt-erprobtes Batteriemodell berücksichtigt auch die letzten Reserven.

Im All kreisen nur wenige Kilogramm schwere Nano-Satelliten um die Erde. Dreh- und Angel­punkt dieser Mini-Computer sind deren solar­betriebenen Batterien. Informatiker an der Universität des Saarlandes haben jetzt ein Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe man ihren Einsatz besser planen kann. Sie können vorhersagen, wie viel die mitfliegende Batterie tatsächlich während des Einsatzes im Weltraum leisten kann, und können den Satelliten entsprechend steuern. Die Effektivität des Satelliten ist dadurch fünfmal höher. Schon jetzt können davon auch Elektro­autos auf der Erde profitieren. Die Forscher zeigen ihr Verfahren auf der Computer­messe Cebit (Halle 6, Stand E28).

IAbb.: Gilles Nies und Holger Hermanns mit dem Satelliten, dessen Mission sie mit neuen Rechenmodellen absichern. (Bild: O. Dietze)

Abb.: Gilles Nies und Holger Hermanns mit dem Satelliten, dessen Mission sie mit neuen Rechenmodellen absichern. (Bild: O. Dietze)

„Nach unserer Kenntnis gab es so etwas im Orbit bisher nicht“, sagt Holger Hermanns, Informatik-Professor an der Universität des Saarlandes. Zusammen mit seinem Doktoranden Gilles Nies und Student Marvin Stenger hat er ein Verfahren entwickelt, das eine genaue Vorhersage ermöglicht, wieviel Batterie­leistung für eine bestimmte Aktion im All wann eingeplant werden sollte. Bisher hatten Raumfahrt-Logistiker eher mit einer zu großen, zu schweren Batterie geplant und damit in Kauf genommen, so kostbaren Platz für Ausrüstung und weitere Experimente zu verschwenden.

„Sie haben dabei unter anderem nicht den Recovery Effect beachtet, den jeder auch vom Handy kennt. Wenn dieses aufgrund eines leeren Akkus ausgeht, braucht man oft nur wenige Minuten zu warten. Dann kann man es wieder einschalten und zumindest kurz verwenden“, erklärt Hermanns. Durch das neue Batterie­modell lässt sich nun präzise verfolgen, wie viel Energie momentan zur Verfügung steht und welcher Anteil davon in chemisch gebundener Form zwar vorhanden, aber nicht direkt nutzbar ist. Dadurch können die Informatiker für jede Zeit­spanne die Wahrscheinlichkeit berechnen, dass die Batterie entladen sein wird.

Die Erkenntnisse der Saarbrücker Informatiker lassen sich auch auf der Erde anwenden. „Batterien sind überall im Alltag vorhanden. Und ein gutes Batterie­modell kann in vielen Situationen helfen“, sagt Holger Hermanns. Man müsse nur den Energie­bedarf von Elektro­autos betrachten. „Bisher war nur die Antwort auf die Frage möglich: Schaffen Sie es mit Ihrem Elektro­auto unter idealen Bedingungen mit der vorhandenen Ladung bis zum Frankfurter Flughafen? Jetzt könnten wir beantworten, ob die Klima­anlage so betrieben werden kann, dass die Chance größer als 99 Prozent bleibt, dass Sie es mit dieser Ladung zu Ihrem Flieger schaffen“, erklärt Hermanns.

U. Saarland / DE

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  • 30. November 2017

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