Die Antares 20E ist mit einem Batteriesystem ausgestattet, das auf Lithium-Ionen Zellen des Typs SAFT VL41M basiert. Als erstes Unternehmen weltweit hat Lange Aviation diese Batterien verwendet. Im Laufe der Zeit hat eine beeindruckende Zahl anderer Anwender die Vorteile dieses Batterietyps zu schätzen gelernt, und das Anwendungsspektrum vergrößert sich stetig.
Lithium ist das leichteste Metall und verfügt gleichzeitig über das höchste negative Standard-Potenzial. Die geringe Materialdichte und der hohe Spannungspegel führen zu einer hohen spezifischen Energiedichte von Lithium Batterien. Verglichen mit anderen verfügbaren Lithium-Zellen (Li-Ion, Li-Po, Li-Su) bieten die Batterien vom Typ SAFT VL41M sehr gute Hochstromfähigkeit und Zyklenfestigkeit. Das qualifiziert SAFT VL41M Li-Ion Zellen für den Einsatz als Energieträger im Flugzeug vor allen anderen marktgängigen Batterietypen.
Leistungsfähigkeit
Voll aufgeladen ermöglichen die Batterien eine Gesamtsteighöhe der Antares 20E von bis zu 3000 m. Diese kann entweder in einem Stück oder aber verteilt auf mehrere Steigflüge ausgeschöpft werden. Auch mehrere Starts sind mit einer Ladung möglich. Für jeden Flug müssen dann etwa 100 m Gesamtsteighöhe abgezogen werden. Ein kompletter Ladevorgang benötigt 9 h und wird von der im Flugzeug eingebauten Ladeeinheit betrieben, die lediglich mit einer Spannungsquelle (wahlweise 230 V oder 110 V AC) verbunden werden muss. Da Lithium-Ionen-Batterien keinen Memory-Effekt aufweisen, haben teilweise Be- und Entladungen der Akkus keinen negativen Einfluss auf deren Kapazität.
Wie bei allen Batterien ist die Leistungsfähigkeit von Lithium-Ionen-Batterien abhängig von der Batterietemperatur. Um diesem Effekt zu begegnen wird eine elektrische Batterieheizung verwendet. Ist die Ladeeinheit der Antares 20E mit dem Stromnetz verbunden, erfolgt die Batteriebeheizung (wenn nötig) über den Ladestrom. In der Luft wird Batteriestrom verwendet, um die optimale Batterietemperatur zu gewährleisten. Dies geschieht automatisch und für jedes Batteriemodul individuell.
Um bei sehr langen Flügen in kalter Luft den Stromverbrauch zwischendurch zu verringern, kann die Batterieheizung ab- und bei Bedarf wieder zugeschaltet werden. Selbst bei abgeschalteter Heizung garantiert die gute Batterieisolation durch den Flügeleinbau über einen langen Zeitraum kaum merkliche Kapazitätsverluste durch Abkühlen der Akkus.
Lebenserwartung
Die Batteriekapazität nimmt mit zunehmender Zahl von Lade- und Entladevorgängen ab. Der Batteriehersteller SAFT empfiehlt deshalb einen Batteriewechsel alle 1500 SAE-Zyklen. Ein SAE-Zyklus steht für volles Aufladen der Akkus und Entladung auf 20% der Kapazität. Teilentladung bzw. –aufladung entspricht nur einem äquivalenten Anteil eines vollen Zyklus. Nach Angaben von SAFT verbleibt den Batterien nach 1500 SAE-Zyklen eine Kapazität von etwa 80% des Ausgangszustandes. Dieser Wert korrespondiert gut mit durchgeführten Tests durch die Firma Lange Aviation.
Für den Kunden bedeutet dies, dass die Batterien 3,6 Mio. Steigmeter oder 228.000 km im Sägezahnflug ermöglichen, bevor sie ausgetauscht werden sollten.
In der Praxis relevanter ist die natürliche Alterung von Akkus. So empfiehlt SAFT den Wechsel der Batterien nach 8 – 11 Jahren. Als Anwendungsbeispiel sollen diesbezüglich die micro-BTS (micro base transceiver stations) erwähnt werden, die eine neue Generation von Mobiltelefon-Basisstationen für städtische Umgebungen darstellen. Für diese Stationen dienen Batterien des Typs SAFT VL41M als Backup-Stromversorgung. Der Hersteller dieser Stationen erwartet Batteriewechselzyklen von 10 Jahren, wenn die Station bei durchgehend 30°C betrieben wird. Je nach Betriebsumständen kann sich die angegebene Lebenszeit der Batterien deutlich erhöhen, was sich zum Beispiel daran zeigt, dass für eine Betriebstemperatur von 20°C das Wechselintervall der micro-BTS-Akkus mit 20 Jahren angesetzt wird.
Verfügbarkeit
Als Benutzer von SAFT VL41M Batterien befindet sich Lange Aviation in guter Gesellschaft. So werden diese Akkus beispielsweise in die Militärdrohne RQ-4B Global Hawk eingebaut und dienen dort zur Notenergieversorgung der kritischen Systeme im Falle eines Triebwerkausfalles. Für ein anderes amerikanisches Militärprojekt, den F35 Joint Strike Fighter, fungieren Batterien dieses Typs ab 2007 als Bestandteil des 270 V-Bordspannungsnetzes.
Die Verfügbarkeit dieses Batteriesystems ist somit mindestens bis zum Jahr 2031 gesichert.
Antares 20E: Höchste Leistung – leise Leistung