Modellierung der Dämpfungscharakteristik von relativistischen Elektronenstrahlen in der Erdatmosphäre zur elektrischen Energieübertragung

Studienarbeit aus dem Jahr 2021 im Fachbereich Physik - Angewandte Physik, Note: 1,2, Duale Hochschule Baden-Wttemberg Mannheim, frer: Berufsakademie Mannheim (Fakult酹 Technik - Studiengang Elektrotechnik - Elektrische Energietechnik), Sprache: Deutsch, Abstract: Die drahtlose und effiziente 鈁ertragung von elektrischer Energie er viele tausend Kilometer hinweg w酺e ein Meilenstein in der elektrischen Energietechnik und h酹te das Potenzial, die Energie aus Energiereservoirs in entlegenen Gegenden an den Ort zu bringen, an dem sie in gro en Mengen verbraucht wird. Um diesem Meilenstein ein wenig n鄣er zu kommen, evaluiert die Arbeit die drahtlose 鈁ertragung von elektrischer Energie durch relativistische Elektronenstrahlen in der Erdatmosph酺e. Die Interaktionen von Elektronen mit Gasteilchen bilden die Grundlage zur Beschreibung der atmosph酺ischen D鄝pfung von Elektronenstrahlen. Durch geeignete charakteristische Gr?en werden die Elektronenstrahlen beschrieben. Die Erdatmosph酺e wird auf Basis eines idealen Gases modelliert, um Atmosph酺enparameter abh鄚gig von der H鐬e er Meeresniveau berechnen zu k霵nen. Um die D鄝pfung eines Elektronenstrahls in der Erdatmosph酺e zu beschreiben, werden zwei Modelle entwickelt und in Matlab implementiert. Das Worst Case Modell nimmt an, dass ein mit einem Gasteilchen interagierendes Elektron f die 鈁ertragung verloren ist. Das Energieverlustmodell betrachtet den differentiellen Energieverlust der Elektronen je Wegstrecke. Beide Modelle kommen zu dem Ergebnis, dass eine hocheffiziente 鈁ertragung, die mit konventionellen 鈁ertragungsmethoden konkurrieren kann, nur in sehr gro en H鐬en m鐷lich ist. Jedoch kann in entsprechenden H鐬en auch eine 鈁ertragung realisiert werden, die bei vernachl酲sigbaren Verlusten sehr gro e Entfernungen von mehreren tausend Kilometern erwindet. Das ist m鐷lich, da der Wirkungsgrad der Elektronenstrahlertragung nicht proportional von der 鈁ertragungsdistanz abh鄚gt, wie es bei konven