Strom 08.05.2024, 14:00 Uhr

Neue Technologie: Die Vampir-Drohne saugt Energie aus Stromleitungen

Ingenieure aus Dänemark haben eine Drohne entwickelt, die dank raffinierter Funktionen praktisch endlos in der Luft bleiben kann, indem sie Energie aus Stromleitungen ohne Kabel zapft. Diese „Vampir-Drohne“ kann autonom Stromleitungen erkennen, sich daran festklammern und ihre Batterien aufladen, ohne menschliche Interaktion.

Drohne

Können Drohnen Stromleitungen zur unbegrenzten Energieversorgung nutzen?

Foto: PantherMedia / abriendomundo

Ingenieure aus Dänemark haben eine Drohne entworfen, die dank raffinierter Funktionen praktisch endlos in der Luft bleiben kann. Diese „Vampir-Drohne“ zapft Energie aus Stromleitungen ab, und das ganz ohne Kabel, indem sie drahtlos geladen wird.

Die Drohne kann mit KI Stromleitungen erkennen

Ingenieure an der Universität Süddänemark haben eine Technologie entwickelt, mit der eine Drohne praktisch unbegrenzt fliegen kann, ohne landen zu müssen. Die Drohne erkennt mithilfe von Sensoren und künstlicher Intelligenz Stromleitungen und kann sich daran festklammern, um ihre Batterien aufzuladen, ähnlich einem elektrischen Vampir.

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„Die Drohnen könnten im Grunde genommen am Stromnetz leben und über einen längeren Zeitraum vollständig autonom arbeiten, ohne menschliche Interaktion zu benötigen“, erklärte das Entwicklungsteam per E-Mail an fastcompany.com.

Von manueller Inspektion zu autonomen Energiegewinnung

Laut diesem Bericht entstand die Idee, Drohnen mithilfe von Stromleitungen aufzuladen, im Jahr 2017, als Emad Ebeid, ein Professor an der Universität Süddänemark (SDU), die Anwendungsmöglichkeiten von Drohnen erforschte und die Inspektion von Stromleitungen als interessantes Gebiet identifizierte. Ebeid erkannte, dass der bisherige Inspektionsprozess mit Hubschraubern und Bodenpersonal teuer und ineffizient war. Er sah Drohnen als natürliche Alternative zu diesem aufwendigen Wartungsverfahren. Diese Drohnen können entweder ferngesteuert oder autonom fliegen, um die Leitungen zu überwachen.

Allerdings bestand ein Problem: Drohnen haben eine begrenzte Akkulaufzeit von maximal 40 Minuten, wobei die meisten industriellen Modelle nach etwa 30 Minuten Einsatzzeit an Leistung verlieren. Und das heißt, dass eine menschliche Crew ständig in der Nähe der Drohne ist – und genau das war nicht der Zweck der Forschenden. Denn: Um vollständige Autonomie zu erreichen, mussten die Drohnen ohne menschliches Eingreifen einfach aufgeladen werden können. Von daher dachte Ebeid an die Nutzung der Stromleitungen.

Induktive Kopplung ist die Lösung

Deshalb fragte man sich, wie man die Stromleitung nutzt, um die Drohne aufzuladen, ohne sie zu beschädigen. Die Drohnen konnten nicht einfach an die Stromleitung gehen und ihre Energie nutzen, da diese Leitungen sehr hohe Spannungen haben. Um die Elektrizität für die Drohnenbatterien anzupassen (ungefähr 9 Volt), waren dedizierte Transformatoren erforderlich.

Ingenieure entscheiden sich dafür, induktive Kopplung zu verwenden. „Das Aufladen erfolgt induktiv und basiert somit nur auf dem Strom, nicht auf der Spannung der Stromleitung“, erklären die Forschenden. Das erzeugt Strom in der Drohnen-Energiequelle, einem Metallspulen-System, das wie das kabellose Ladegerät Ihres Telefons funktioniert. Dieser Strom lädt dann die Drohnenbatterie auf. Je nach Kabelspannung muss eine 4,3 Kilogramm schwere Drohne zwischen 30 Minuten und sechs Stunden an der Stromleitung verweilen.

Wie saugt die Vampir-Drohne die Energie?

Wenn die Drohne bemerkt, dass ihr 7.000-mAh-Akku fast leer ist, wechselt sie in den „Such- und Einfang“-Modus. Dabei aktiviert sich ihre Kamera und sucht nach der nächstgelegenen Stromleitung. Sie fliegt unter das Kabel und steigt langsam auf. Ein spezieller Führer bewegt sich, um Kontakt herzustellen.

Sobald der Führer das Kabel berührt, lenkt er die Drohne nach oben, damit der Greifer genau auf das Stromleitungskabel ausgerichtet ist. Während sie nach oben fliegt, schließt sich der Greifer um das Hochspannungskabel. Nachdem die Verbindung hergestellt wurde, wird der magnetische Steuerkreis aktiviert, um den Greifer sicher zu schließen. Dann beginnt die Vampir-Drohne Energie zu saugen.

Weitere Maßnahmen für die Sicherheit erforderlich

Bei einem Test absolvierte die Drohne fünf Ladevorgänge autonom, was es ihr ermöglichte, ununterbrochen zwei Stunden zu fliegen – ein erheblicher Fortschritt im Vergleich zu den üblichen 30 Minuten. In der Theorie könnte die Drohne sogar unendlich fliegen.

„Es wird eine Herausforderung sein, das System wetterfest zu machen und es auch gegen sehr hohe Spannungen zu beständig“, sagte das Team, das hinter der Entwicklung der Drohne steht. „Es müssen auch Maßnahmen ergriffen werden, um Störungen und Entführungen zu vermeiden. Daher werden die nächsten Schritte viel Ingenieursarbeit und Tests beinhalten, um die Funktionalität und Sicherheit des Systems zu überprüfen“.

Ein Beitrag von:

  • Alexandra Ilina

    Redakteurin beim VDI-Verlag. Nach einem Journalistik-Studium an der TU-Dortmund und Volontariat ist sie seit mehreren Jahren als Social Media Managerin, Redakteurin und Buchautorin unterwegs.  Sie schreibt über Karriere und Technik.

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