AUV (Autonomous Underwater Vehicle)

[Charon102]

Hallo zusammen

Es gibt hier einige Leute welche erfogreich ein ROV gebaut haben.
Ein AUV (atonomous underwater vehicle) würde mich mal interessieren.
http://www.nio.org/attachments/Auv_amthnem.JPG
Es gibt einige Unterschiede zwischen ROV und AUV.
Das AUV ist wirklich autonom, also besitzt keine Kabelsteuerung wie das ROV. Ausserdem ist ein AUV auf Strecke ausgelegt und hat auch daher einen Torpedoförmigen Rumpf. Die Tauchtiefe ist meistens nur zwischen 10 und 15 meter. Damit werden grössere Gebiete abgesucht, welche das AUV via gps folgt. Z.B Minenfelder fürs Militär oder Strömungsunterschiede für die Schifffahr etc etc.
Ein AUV könnte also theoretisch ganze völlig unabhängig sein, wenn da nicht die begrenzten Batterien wären.

Hier meine Frage dazu.
Kennt jemand irgend ein konzept, welches es einem AUV erlauben würde mehre Tage im Einsatz zu sein. Bzw. seinen Strom selber zu gewinnen z.B via Brennstoffzellle oder eine andere Art um Energie zu gewinnen (Ich mein jetzt mehr ein Gedankenspiel)

[Felix.]

Atomreaktor? ;)
Schau dir doch mal die "großen" an. Sprich Kriegsuboote. Da gibts verschiedenste möglichkeiten. Das einfachste wäre wohl das was du schon genannt hast: Wasserstoff.

[Murdoc_mm]

Hi,

oder Solarzellen. Dann müsste das AUV nur ab und zu mal auftauchen und je nach Sonneneinstrahlung eine bestimmte Zeit Energie tanken. In einer geringen Tauchtiefe sollte auch noch etwas Sonnenlicht sein also könnte man auch knapp unter der Wasseroberfläche auch direkt die Energie nutzen und die Akkus schonen.

Gruß

[Charon102]

Atomreaktor?

Zu gross, ich denke da an ein AUV von max 2 m länge.



oder Solarzellen. Dann müsste das AUV nur ab und zu mal auftauchen und je nach Sonneneinstrahlung eine bestimmte Zeit Energie tanken. In einer geringen Tauchtiefe sollte auch noch etwas Sonnenlicht sein also könnte man auch knapp unter der Wasseroberfläche auch direkt die Energie nutzen und die Akkus schonen.

Wurde sogar schon gemacht.
http://www.milnet.com/pentagon/navy/auv/Solar-AUV.jpg
http://www.botjunkie.com/wp-content/uploads/2007/09/sensor-platform-jj-001.jpg

Da muss man aber von der Torpedoform wegkommen. Ausserdem kann ich mir nicht vorstellen, dass die Solarzellen genügend Strom produzieren. Ich kenn mich ein bisschen aus bei Solarzellen bei Modellflugzeugen. Und dort ist die Ausschöpfung sehr gering. Man brauch grosse Fläche und bekommt wenig Strom.
Ein AUV Unterwasser müsste wahrscheinlich die Batterien 2 Tage lang laden bis er einen Tauchgang von 30min wieder aufgeladen hat, mit all den Motoren, Sensoren, Microcontroller, Servo, ev. Camera. Ausserdem funktioniert das eben nur bei gutem Wetter.

Aber sonst fällt mir auch nur ne ähnliche Möglichkeit mit Wind ein. So eine Art kleine Windgenerator der automatisch an der Meeresoberfläche ausgefahren oder ausgeklappt wird.
Wäre aber auch sehr ineffizient. Das AUV könnte aber wenigstens auch bei Nacht den Akku aufladen, nicht so die Solarzellen

Ich hab mal irgendwo von einem AUV gelesen, dass 4 Jahre herum schwimmen kann. 8-[ [/quote]

[Murdoc_mm]

Aber sonst fällt mir auch nur ne ähnliche Möglichkeit mit Wind ein. So eine Art kleine Windgenerator der automatisch an der Meeresoberfläche ausgefahren oder ausgeklappt wird.
Wäre aber auch sehr ineffizient. Das AUV könnte aber wenigstens auch bei Nacht den Akku aufladen, nicht so die Solarzellen

Oder du machst es wie ein Gezeitenkraftwerk. Das setzt aber natürlich voraus das das AUV in Gebieten taucht in denen auch Gezeiten auftreten. Funktioniert im Prinzip wie ein Windrad für unter Wasser. Man hat ne Turbine oder ein Schaufelrad und dieses wird von der Strömung bewegt.

Gruß

[MezzoMix]

bau doch einfach 2 Turbinen rechts und links an deinen torpedo

grüße

[Spion]

Hallo

@MezzoMix: Willst du ein Perpetuum Mobile (http://de.wikipedia.org/wiki/Perpetuum_Mobile) erfinden oder wie? Wenn du diese Turbinen anbringst, musst du mehr Energie in den Antrieb stecken als du durch die Turbinen gewinnen kannst.

mfg Luca

[Besserwessi]

Wind könnte man auch indirekt über die Wellen nutzen. Es gibt Wellenkrftwerke die bestehen aus einem langes Rohr mit etwa 5 Gelenken. Die Wellen knicken die Gelenke und daraus wird Strom gewonnen. Da kommt man zwar etwas ab von der Form, aber noch nicht so sehr. Das sollte auch noch knapp unter der Oberfläche gehen.
Eine Brennstoffzelle ist zwar eleganz und höt sich gut an, ist aber nicht so einfach: die Temperatur muss stimmen (meistens > 50 C) und der Treibstoff muß gespeichert werden (geht schwer bei Wasserstoff). Die Zellen mit direkt Methanol sind eher noch Prototypen.

[MadMage]

schnorchel und generator mit verbrenner.... dürfte die einfachste lösung sein

[user529]

wie schnell soll das ding denn werden?
ein rohr mit halbwegs hydrodynamischer form braucht bei 10kmh und einem durchmesser von 150mm
A=d²pi/4=0,0176m²
ro=1000kg/m³
c=10/3,6=2,77m/s
cw einer kugel =0,45, da die kugel wirbel hinter sich erzeugt sollte sich dieser noch veringern lassen 0,3

ro/2*c^2*A*cw=F=7,36N vortriebskraft
und nimmt eine leistung von 20W auf (ohne verluste) das würde einer solarzelle von rund 0,5m² entsprechen

mfg clemens

[Ambuquod]

Oder du machst es wie ein Gezeitenkraftwerk. Das setzt aber natürlich voraus das das AUV in Gebieten taucht in denen auch Gezeiten auftreten. Funktioniert im Prinzip wie ein Windrad für unter Wasser. Man hat ne Turbine oder ein Schaufelrad und dieses wird von der Strömung bewegt.Gruß

In die Richtung gingen auch meine Gedanken. Mir schwebt ein Roboter vor, der über den Boden eines Flussbetts kraxelt und von Zeit zu Zeit sich festankert, um mit der Flussströmung per Turbinen den Akku wieder aufzuladen.

Das Teil könnte dann den Rhein kartographieren und bei der Gelegenheit auch nach dem Nibelungen Schatz suchen :P

[Fabi2607]

Ich arbeite im Moment auch an einem ähnlichen Projekt.
Für den Antrieb habe schon mal an etwas wie das hier gedacht:

http://www.conrad.de/goto.php?artikel=198061

Also eine umkehrbare PEM-Brennstoffzelle. Nachher wird das Wasser dann wieder durch den Strom, der von den Solarzellen geliefert wird, in Wasserstoff und Sauerstoff getrennt.

Der Vorteil ist ja enorm, man braucht theoretisch das AUV nur noch auftauchen lassen um die Solarzellen zu verwenden und kann es (theoretisch) unendlich lange fahren lassen.

[Zimble]

Vielleicht gehts auch mit so einem Wellenantrieb:
MAKE: Wave powered boat (http://blog.makezine.com/archive/2008/03/wave_powered_boat.html?CMP=OTC-0D6B48984890)

Nur wäre das AUV dann nicht Unterwasser und ich hab keine Ahnung, wie die Ausbeute bei dieser Art von Antrieb wäre.

[Charon102]

n die Richtung gingen auch meine Gedanken. Mir schwebt ein Roboter vor, der über den Boden eines Flussbetts kraxelt und von Zeit zu Zeit sich festankert, um mit der Flussströmung per Turbinen den Akku wieder aufzuladen.


Wow. Und wie willst du den ROV oder Bot ans Flussbett festtakkern? Da brauchst du schon fast ein Seil und Bolzen mit automatischer Schussvorrichtung. Klingt zienlich abgespacet, das ganze.




lso eine umkehrbare PEM-Brennstoffzelle. Nachher wird das Wasser dann wieder durch den Strom, der von den Solarzellen geliefert wird, in Wasserstoff und Sauerstoff getrennt.

Der Vorteil ist ja enorm, man braucht theoretisch das AUV nur noch auftauchen lassen um die Solarzellen zu verwenden und kann es (theoretisch) unendlich lange fahren lassen.

Hmm..... ja gut, dann kann man ja gleich Akkus und Solarzellen nehmen, welche an der Oberfläche wieder aufgeladen werden. Wie sieht denn dein Projekt genau aus?

[user529]

Wow. Und wie willst du den ROV oder Bot ans Flussbett festtakkern? Da brauchst du schon fast ein Seil und Bolzen mit automatischer Schussvorrichtung. Klingt zienlich abgespacet, das ganze.


was ist an einem anker abgespacet??

mfg clemens

[Zimble]

Gestern abend, so gegen 21Uhr kam auf Phoenix ein Beitrag über Eisbergforschung.

Dort wurden u.a. auch zwei underwater glider des Institute for Ocean Technology (http://iot-ito.nrc-cnrc.gc.ca/research_e.html) vorgestellt.

Diese Glider können über mehrere Monate unter Wasser eingesetzt werden und kommen nur zur Satelittenkommunikation ab und zu an die Oberfläche.

Die Glider selbst besitzen keinen Antrieb in Forrm von Propellern o.ä.
Der Vortrieb wird dabei irgendwie durch Gewichtsverlagerung realisiert. Macht sich der Glider schwer, sinkt er und erreicht durch die angestellten Floßen Vortrieb. Wird er leichter, passiert das Gleiche. Das Ding bewegt sich also in einer Art Sägezahn hoch und runter und dabei vorwärts.

http://oregonstate.edu/dept/ncs/photos/minis/gliderondecksm.jpg
http://oregonstate.edu/dept/ncs/newsarch/2006/Aug06/gliders.html

[MadMage]

@ user 529: eigentlich nur die überlegung wie man den anker aus dem flussbett wieder raus bringt ;)

aber die glider sind interessant - dichteveränderung, gesteuert durch eine schwimmblase... braucht man nur eine kräftige wasserpumpe, mit der man den wasseranteil der schwimmkörper steuern kann

[Fabi2607]

Hmm..... ja gut, dann kann man ja gleich Akkus und Solarzellen nehmen, welche an der Oberfläche wieder aufgeladen werden. Wie sieht denn dein Projekt genau aus?

Ich bin im Moment noch in der Planungsphase. Ich will ein U-Boot bauen, dass sich automatisch bewegt und sowohl mit Tiefenrudern (durch Servos gesteuert) als auch mit Ballsttanks ( ich hatte an vier über das Boot verteilt Spritzen gedacht, die ich auch gleich als Trimmtanks nutzen kann) tauchen kann. Ich habe nur noch nicht angefangen weil ich noch am Überlegen bin wie ich die Welle rausführe.

Zu den Brennstoffzellen:
Ich denke, das diese wahrscheinlich (ich bin leider noch nicht dazu gekommen mir die genaueren Daten davon anzusehen) mehr Energie liefern werden und vielleicht auch länger halten.

[recycle]

Ich habe nur noch nicht angefangen weil ich noch am Überlegen bin wie ich die Welle rausführe.

Nur mal als Anregung:
Ein Elektromotor verträgts auch nass zu werden, zwei Kabel wasserdicht durch ein Gehäuse zu führen ist wesentlich nunkomplizierter als eine bewegliche Welle wasserdicht durchzuführen.

Der Motor verschleisst dann etwas schneller und braucht wegen dem Wasserwiderstand ein bischen mehr Strom, aber gegenüber Aufwand und Kosten für eine wasserdichte Welle lässt sich das eventuell verschmerzen.

[Fabi2607]

Danke für den Tipp ich hatte erst an Wasserdichtes Kugellager gedacht, aber den Motor direkt nach außen legen ist, wenn ich mal drüber nachdenke, doch praktischer.

[user529]

ja, aber keinen mit bürsten, die daleiden salzwasser zb so gut wie gar nicht.
und bei kugellagern musst du aufpassen dass du wirklich welche mit dichtringen erwischst, es gibt auch welche nur mit bordscheiben.

[bluesunset]

Hallo,

ihr habt eine nettes Problem mit eurer AUV Energieversorgung.

Ich hätte unter gewissen Umständen eine Lösung. Also beruflich baue ich Brennstoffzellen der besonderen Art. Die verbrennen nicht Wasserstoff sondern Metall. Und das könnte euch vielleicht helfen.

Punkt 1: normale Brennstoffzellen funktionieren unter Wasser nicht weil sie Sauerstoff für die Reaktion brauchen.

Meine Zellen atmen auch gerne Sauerstoff. Allerdings wenn man nicht allzuviel Leistung braucht geben sie sich auch ohne zufrieden.

Der beste Anwendungszweck für mein System wäre ein Boot was an der Wasseroberfläche langsam für Wochen oder Monate fahren müßte. Hierbei komme ich auf Energiedichten von 1000Wh/kg ( Vergleich: Lipo 150 Wh/kg)

Sofern das Boot meist taucht und kein Sauerstoff zur Verfügung ist schaffe ich noch 400 Wh/kg.

Die Batterien sind nicht wiederaufladbar. nur mechanisch - d.h man tauscht die " Brennstäbe" aus und dann kann es wieder weitergehn.

Bei Interesse bitte email an: blue_sunset@web.de

[BastelWastel]

Verrätst du auch das Funktionsprinzip dieser Zellen,
oder bekommt man bei Anfrage auf die Email erst mal deine Kontoverbindung zurück? :D

[bluesunset]

Hallo,


Die Zellen sind elektrochemische Zellen die es noch nicht auf dem Markt gibt. Die näheste Technologie stellen die "sea water batteries" dar.

Zur funktionsweise:

Im Überwasserbetrieb reagiert Magnesium direkt mit Sauerstoff. Im Unterwasserbetrieb mit Wasser.

Der Aufbau einer Zelle ist mit denen von Brennstoffzellen vergleichbar. Anode ( Magnesium ) Seperator ( Ionenleitfähige Membran) Kathode ( speziell behandelter Kohlenstoff)

Auf Anfrage kann ich Fotos von Prototypen im Betrieb schicken.