Robert Klatt
In China wurde eine Drohne entwickelt, die dank eines Fernladesystems auf Basis von Laserlicht nie landen muss. In Zukunft könnte die Technik die Reichweite von Elektroflugzeugen deutlich erhöhen.
Xianyang (China). Drohnen haben bisher nur relativ kurze Flugzeiten, weil sie regelmäßig landen müssen, um ihre Akkus zu laden. Forscher der Northwestern Polytechnical University (NWPU) in China haben nun untersucht, wie man eine Drohne in der Luft mit Energie versorgen kann, damit die zeitfressenden Ladepausen nicht mehr nötig sind. Wie die South China Morning Post (SCMP) berichtet, ist das Ergebnis des Projekts ein System, das mit einem Laserlicht Drohnen in der Luft mit Energie versorgen kann.
Das System basiert auf einem photoelektrischen Wandler an der Unterseite der Drohne, der ähnlich wie ein Photovoltaikmodul funktioniert. Der Wandler kann Laserlicht in Strom umwandeln und damit die Drohne mit ausreichend Energie versorgen. Die Bodenstation besteht aus einem adaptiven Zielverfolgungslaser, der auf einer kardanischen Aufhängung (Gimbal) montiert ist. Es handelt sich dabei um ein Stativ, dass ein optisches Gerät praktisch ruckelfrei bewegen kann. Ein visueller Verfolgungsalgorithmus stellt sicher, dass der Laserstrahl immer dem Wandler folgt.
Bisher haben die Wissenschaftler ihr System mit einem kompakten Quadrocopter in Innenräumen mit und ohne Licht, aber auch bei draußen, bei Tageslicht, bei schlechten Lichtverhältnissen und bei Kunstlicht erprobt. In allen Szenarien konnte der Laser die Drohne mit ausreichend Energie versorgen. Wenn eine Dauerversorgung per Laser sichergestellt ist, muss die Drohne also nur bei Defekten oder technischen Wartungen laden.
Die drahtlose Energieübertragung hat je nach Lichtverhältnis am Sender einen Wirkungsgrad zwischen 50 und 85 Prozent. Die Empfangsseite kann etwa 50 Prozent der Energie des Laserlichts in elektrischen Strom umwandeln.
Laser besitzen eine sehr hohe Reichweite. Es ist deshalb denkbar, dass ein solches System auch Drohnen in großen Höhen mit Energie versorgen kann. Laut Experten könnte das Ladesystem also die Basis für eine luftgestützte Plattformen, die sich unterhalb herkömmlicher Satelliten befindet, bilden. Außerdem könnten Laserladesysteme Elektroflugzeuge in der Luft mit Energie versorgen, um deren Reichweite zu erhöhen.
