"Godhet utan vishet och utan
gränser är bara en annan
form av ondska."
(John Paterson)

"Det är synd att 99% av
journalisterna skall fördärva
förtroendet för en hel yrkeskår"
(Okänd)

"Ormar äro älskliga varelser,
om man råkar tillhöra samma
giftgrupp"
(Artur Lundkvist)

"När försiktigheten finns överallt,
finns modet ingenstans."
(den belgiske kardinalen Mercier)

"Den som gifter sig med
tidsandan blir snabbt änka."
(Goethe)

"Civiliserade är de kulturer
och individer som respekterar
andra."
(Hört på Axesskanalen)

"Det tragiska med vanligt
sunt förnuft är att det
inte är så vanligt."
(Albert Einstein)

"Halv kristendom tolereras
men föraktas.
Hel kristendom respekteras
men förföljs."
(Okänd)

Soldrivna flygplan

Låt oss nu göra en grov överslagsberäkning för ett sol(cells)drivet passagerarflygplan med samma kapacitet som en modern jetliner, avsedd för interkontinentala flygningar. Vi väljer en Boeing 777-200LR som exempel. Detta plan tar mellan 300 och 440 passagerare (beroende på konfigurationen, dvs om man har en förstaklassavdelning eller om man bara har ekonomiklass i hela planet, etc). Vi utgår dessutom från att det eldrivna planet skall kunna flyga med ungefär samma marschfart (ca 850 km/h) för att ha samma flygtid och dessutom kunna klara starka motvinder (som t ex när man flyger mellan Europa och USA). Motorerna måste således vara ungefär lika starka som på en Boeing 777-200LR (vi blickar framåt och bortser här från att det för närvarande inte finns några elmotorer som kan åstadkomma så höga hastigheter).

Under cruise (när man kommit upp på den höjd man skall flyga på) förbrukar de två motorerna på en Boeing 777-200LR ca 6800 kg jetbränsle per timme. Energidensiteten för jetbränsle är 43,15 MJ/kg (megajoul per kilogram). Motorerna förbrukar därför per sekund bränsle innehållande 6,8⋅43,15⋅10⁶/3600=81506 kJ (det blir kJ eftersom vi angett bränslevikten i ton och vi delar med 3600 för att få energin per sekund, vilket är lika med effekten — 10⁶ kommer sig av att vi har megajoule, där "mega" betyder "miljon"). Effekten blir således 81 506 kW. Detta är inte motorernas effekt utan den effekt som bränslet matar in i motorerna. Uteffekten från motorerna beror på verkningsgraden hos dessa. Förmodligen kommer "elektriska jetmotorer" att ha avsevärt bättre verkningsgrad än konventionella jetmotorer (ca 0,55), men det vet vi ju inte och jag utgår därför från samma verkningsgrad i båda fallen (se avsnitt 3 i min artikel om jetmotorers effekt för närmare detaljer). Givet detta antagande måste våra solpaneler således leverera effekten 81 506 kW.

Antag nu att flygplanets vingar på ovansidan är täckta av solpaneler. Samma gäller för flygkroppens ovansida. För enkelhetens skull antar vi att solen står i zenit. Solpanelerna på vingarna levererar då, enligt vad som framkommit i huvudartikeln, ca 150 W/m² (0,150 kW/m²) medan det för solpanelerna på flygkroppen är mer komplicerat (vi återkommer strax till detta). Den solpanelarea som går åt för att leverera den nödvändiga effekten blir 81506/0,150 m² = 543373 m² (med dagens solpaneler — i framtiden kommer vi givetvis att ha solpaneler med betydligt bättre verkningsgrad). En Boeing 777-200LR har en vingarea av 437 m². Flygkroppen är 60 m lång och 6 m bred, och kan approximativt betraktas som en cylinder. Eftersom solpanelerna på flygkroppen kommer att ha olika vinklar relativt solen (på grund av den krökta flygkroppen), kan vi för att förenkla det hela betrakta flygkroppens horisontella projektion, vilken är en rektangel med måtten 60x6 m. Denna rektangel utgör ett hyfsat mått på den effektiva arean hos solpanelerna på flygkroppen, vilken således blir 360 m² (60⋅6). På en befintlig Boeing 777-200LR får vi alltså plats med ca 797 m² solpaneler (437+360), där effekten från solpanelerna varierar kraftigt på grund av olika infallsvinklar för solljuset (det är ju endast i extrema undantagsfall som solen står i zenit och även då varierar infallsvinklarna mot flygplanets olika ytor).

Vi har således kommit fram till att man behöver en 681 gånger större area (543373/797=681) av solpaneler än vad som får plats på en Boeing 777-200LR. Observera att 543373 m² är lika med 54,3 hektar (lika med 108 tunnland, vilket när jag växte upp var arealen hos en stor bondgård)! Man måste således ha flygplan som har en enorm yta till förfogande för alla solpaneler som behövs. Och stora flygplan har stort luftmotstånd. I viss mån kan detta minskas genom lämplig form på planet och genom att flyga avsevärt långsammare. Men att flyga långsamt har uppenbara nackdelar. Dels tar resan längre tid, men det kan man kanske lära sig att leva med. Största problemet är att ett sådant plan blir väldigt känsligt för starka motvindar. Vid flygningar mellan Europa och Nordamerika kan man ha motvindar på upp till 370 km/h (även om så starka vindar är ovanliga), dvs ett flygplan som gör 370 km/h kommer då att stå still relativt marken och inte komma någon vart.

Ovan har vi målat upp ett idealfall. Det är sällan som solen står i zenit och därför kommer solinstrålningen per kvadratmeter horisontell solpanel (huvudsakligen på flygplanets vingar) i genomsnitt att vara betydligt mindre än 1200 W/m², dvs solpanelerna ger inte 150 W/m² elektrisk energi utan kanske hälften eller ännu mindre (se diskussionen om solpaneler i huvudartikeln). Och oavsett hur solen står i förhållande till horisonten kommer den bara att ha 90° infallsvinkel mot en bråkdel av solpanelerna (oftast inga alls — att ha solpaneler på flygkroppens sidor är nog en dålig investering). Och när det är mörkt måste man ha tillgång till andra energikällor (företrädesvis batteridrift eller bränsleceller). Och har man batteridrift måste man ha tillräckligt med solpaneler för att både kunna driva planet och ladda batterierna under flygning i dagsljus. När planet står på marken kan solcellernas hela kapacitet användas för att ladda batterierna, vilket är en fördel. Och bränsleceller har sina problem (som diskuteras i huvudartikeln). Dessutom har vi bara räknat på den effekt som behövs under cruise. Under start krävs betydligt mer effekt (kanske dubbla effekten mot vad som krävs på cruise) och då behövs vid direkt soldrift dubbelt så stor area solpaneler. Nu kan man ju tänka sig att man vid start boostar med energi från batterierna (eller från bränsleceller), men detta leder till andra komplikationer.

Jag säger således inte att det är omöjligt att konstruera stora flygplan avsedda för interkontinentala rutter och som drivs direkt av solpaneler. Men det är med all säkerhet en lång, lång väg dit och man får räkna med att det kommer att krävas mycket ny teknik (t ex kan vi räkna med att solpanelers verkningsgrad kommer att öka väsentligt). För mindre flygplan (upp till 19 passagerare) som skall flyga korta sträckor (max 50 mil) är eldrift (både med batterier, bränsleceller och kanske så småningom solpaneler, eller en kombination av dessa) ett teoretiskt möjligt alternativ. Sådana flygplan lär vi nog få se inom en inte alltför avlägsen framtid. Ja kanske redan inom 3 till 5 år. Medan eldrivna jumbojets, avsedda för interkontinentala flygningar, nog lär dröja 10 år eller mer (jag gissar nog snarare på 20-30 år).

Tillbaka till artikeln "Vindkraft, elbilar etc — den sanna historien"