Induktives Laden 13.12.2016, 12:15 Uhr

Diese Drohne wird drahtlos in der Luft mit Strom versorgt

Das größte Manko elektrisch angetriebener Drohnen liegt bislang in der unzureichenden Batterieleistung. Forscher des Londoner Imperial College meinen nun einen Weg gefunden zu haben, wie sie Drohnen in der Luft kabellos mit Strom versorgen können. 

Diese Drohne im Imperial College in London schwebt über einer Stromquelle und wird durch die Luft induktiv geladen. Die Forscher meinen, dass es damit zum ersten Mal gelungen ist, ein fliegendes Objekt kabellos mit Energie zu versorgen.

Diese Drohne im Imperial College in London schwebt über einer Stromquelle und wird durch die Luft induktiv geladen. Die Forscher meinen, dass es damit zum ersten Mal gelungen ist, ein fliegendes Objekt kabellos mit Energie zu versorgen.

Foto: Imperial College

Die neue Technologie arbeitet mit dem Konzept der induktiven Kopplung, das schon vor rund hundert Jahren von dem Elektro-Pionier und Erfinder Nikola Tesla entwickelt wurde. Tesla träumte schon damals davon,  Strom ohne Kabel und Draht zu übertragen. Zwei Kupferspulen werden so eingestellt, dass sie auf der gleichen Frequenz schwingen und damit den drahtlosen Austausch von elektrischer Energie bei einer bestimmten Frequenz ermöglichen.

Forscher in der ganzen Welt experimentieren schon sehr lange mit dieser Technologie. Die drahtlose Energieübertragung von fliegenden Objekten gelang bisher aber noch nicht.

Energiequelle am Boden: Übertragung durch die Luft

Die Forscher in London nutzten für ihre Experimente eine handelsübliche Quadkopter-Minidrohne mit einem Durchmesser von rund 12 cm und demonstrierten, dass sie mit Hilfe der induktiven Kopplung drahtlos elektrische Energie übertragen können. Sie sind der Überzeugung, dass es sich dabei um die erste kontaktlose Stromübertragungsmethode mit einer Drohne handelt.

Die Ingenieure des Imperial College können sich auch vorstellen, dass sich Drohnen künftig gegenseitig drahtlos aufladen.

Die Ingenieure des Imperial College können sich auch vorstellen, dass sich Drohnen künftig gegenseitig drahtlos aufladen.

Foto: Imperial College

Sie veränderten dafür die Elektronik der Drohne, entfernten die Batterie und stellten einen Kupferfolienring als Empfangsantenne her, die das Drohnengehäuse umschließt. Am Boden entstand ein elektromagnetisches Feld, indem ein Sender bestehend aus einem Schaltkreis mit der Elektronik und einer Energiequelle verbunden wurde. Die Elektronik der Drohne wurde mit der Frequenz des Magnetfelds kalibriert.

Sobald die Drohne in das Magnetfeld flog, wurde eine Wechselspannung in der Antenne induziert und die Elektronik der Drohne wandelte diese in Gleichstrom um. Den Bericht der Forscher finden Sie hier.

Auch medizinische Anwendungen denkbar

„Wir hatten vor allem das Aufladen über größere Distanzen im Auge. Dabei müssen wir Steigerungen der Frequenzen um den Faktor 10 bis 100 erreichen, was eine große Herausforderung bedeutet“, erläutert Professor Paul Mitcheson aus dem Department of Electrical and Electronic Engineering am Imperial College. Nach Aussagen von Mitcheson könnte diese Technik vor allem auch in der Medizin eine neue Anwendung finden.

Bei Überwachungsaufgaben von Drohnen könnten induktive Ladestationen so installiert werden, dass die Drohnen länger oder sogar dauerhaft in der Luft bleiben können.

Bei Überwachungsaufgaben von Drohnen könnten induktive Ladestationen so installiert werden, dass die Drohnen länger oder sogar dauerhaft in der Luft bleiben können.

Foto: Imperial College

Das gilt beispielsweise für Herz und Kreislauf unterstützende medizinische Geräte für die Behandlung von Herzkrankheiten. „Die Möglichkeit medizinische Implantate auf diese Weise aufzuladen, würde große Verbesserungen für den Menschen bringen, weil damit invasive Eingriffe vermieden werden können“, so Mitcheson.

Technik soll in einem Jahr marktfähig sein

Noch befindet sich die Technologie in einer Experimentierphase. Die Drohne kann derzeit nur 10 cm über dem elektromagnetischen Feld als Energiequelle fliegen. Binnen eines Jahres wollen die Forscher aber ein marktfähiges Produkt parat haben.

Experten versprechen sich diverse Vorteile vor allem für militärische Anwendungen. Das gilt insbesondere für kleinere Drohnen im Überwachungsbereich, für Erkundungsmissionen, sowie Such- und Rettungsdienste, die bislang aufgrund der beschränkten Akkuleistung nur eine begrenzte Zeit in der Luft bleiben können.

Von Peter Odrich

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