Drohnen brauchen Energie, um in der Luft zu bleiben. Das Ziel möglichst lange Flugzeiten zu erreichen, wird von verschiedenen Unternehmen und Projekten versucht auf verschiedenste Weisen zu erreichen. Das dänische Projekt Drones4Energy dockt dazu direkt an Hochspannungsleitungen an.
Besonders im industriellen Umfeld werden von UAVs ausdauernde Betriebszeiten gefordert, da der Anwendungsfall häufig die Inspektion quadratkilometergroßer Anlagen oder aber kilometerlanger Leitungen vorsieht.
Um nicht alle paar Minuten wieder landen zu müssen, um den Flugakku zu wechseln, gibt es mittlerweile viele Ansätze: Drohnen mit Kabelverbindung zum Boden, Wasserstoffantriebe oder aber Hybridsysteme. Auch UAVs, die vollständig auf Hydraulik setzen werden verfolgt.
Drones4Energy zapft Hochspannungsleitung an
Das seit 2018 laufende Projekt Drones4Energy, geht einen anderen Weg. Das Ziel des Projektes ist es ein System für die Stromnetzindustrie bereitzustellen, das kontinuierlich arbeiten und Netze inspizieren kann.
Das Knackpunkt ist hier das Wort kontinuierlich. Dafür benötigt es eine Technologie, die die Drohnen während ihrer Flüge über viele Kilometer Stromleitung stets mit Energie versorgt, sobald der integrierte Akku des UAV zur Neige geht.
Die Idee, die das Projekt verfolgt klingt im ersten Moment vielleicht ein wenig verrückt, macht auf den zweiten Blick aber viel Sinn: Wieso nicht die Drohne direkt die Energie nutzen lassen, die ohnehin mit den Hochspannungsleitungen transportiert wird.
Nach knapp 3,5 Jahren Forschungs- und Entwicklungsarbeit ist das konstruierte UAV nun in der Lage mit einem speziellen Zangenmechanismus an der Oberseite sich direkt an die Kabel einer Hochspannungsleitung zu hängen.
Das derzeitige Modell kann dabei Kabeldurchmesser bis 25 Quadratmillimeter umklammern und so seinen Akku aufladen. Der Energie-Ernte-Mechanismus funktioniert dabei auf Basis des Induktionsprinzipes. Die Drohne hat Spulen an Bord, in die das Magnetfeld der auf der Leitung fließenden elektrischen Stroms (Primärstrom) einen Strom induziert, der dann reguliert und zum Laden des Akkus verwendet wird. Das Ganze macht sich also zu Nutze, dass die meisten Stromleitungen in Europa heute mit Wechselspannung arbeiten.
Inspektionsdrohne kann noch mehr
Natürlich ist der interessante Lademechanismus eigentlich nur Mittel zum Zweck. Denn das Drones4Energy UAV kann mittlerweile deutlich mehr. Beispielsweise erkennt die Drohne mithilfe diverser Sensoren Objekte in ihrer Umwelt und kann diese entsprechend klassifizieren.
Das ist zum einen natürlich Voraussetzung dafür, dass sich das UAV automatisch richtig zu einem stromführendere Kabel positionieren und an dieses Andocken kann. Zum anderen wird das System verwendet, um die eigentliche Inspektionsaufgabe zu erfüllen. So erkennen die Kameras beispielsweise Strommasten oder Isolatoren an den Masten als einzelne Objekte und können diese im Livebild markieren. Auch „Fehlerfälle“, also zum Beispiel Fremdgegenstände in Isolatoren, kann das UAV erkennen.
Darüber hinaus hat sich das Projekt, welches im Übrigen von dem SDU UAS Centre der University of Southern Denmark koordiniert wird und an dem des Weiteren die Aarhus University, Fraunhofer, GeoPartner Inspection, Develco sowie Science Venture Denmark beteiligt sind, die UAVs auch für die Zusammenarbeit im Verbund befähigt.
Mehrere Drohnen sollen sich so die Arbeit entlang der oft hunderte Kilometer langen Leitungen teilen können und im Schwarm zusammenarbeiten. In dem folgenden Video wird sehr eindrucksvoll gezeigt, wie das UAV an einer Hochspannungsleitung andockt.
Quelle: Drones4Energy
