Strommasten: Leitungen als Drohnen-„Futter“. (Foto: Jan von nebenan/Shutterstock)
Seit 2017 tüftelt Emad Ebeid, Professor an der University of Southern Denmark, an einer Drohne, die sich für die Überprüfung von Stromleitungen eignen soll. Bisher ist dieser Prozess aufwändig und teuer, da die entsprechenden Firmen dazu auf Hubschrauber und menschliches Bodenpersonal zurückgreifen.
Drohnen zur Kontrolle von Stromleitungen
Die Idee, dass die Leitungen einfach von einer autonom fliegenden Drohne auf ihre Funktionstüchtigkeit hin überprüft werden könnte, stellte sich aber bald als weniger gut geeignet heraus. Denn größere Drohnen halten sich höchstens 30 bis 40 Minuten in der Luft und müssen dann nachladen.
Entsprechend müsste wieder ein Team am Boden vorhanden sein, um den Ladevorgang zu überwachen oder vorzunehmen, wie Fastcompany schreibt. Vollständig autonome Drohnenflüge zur Reparatur- oder Kontrollzwecken wären so nicht möglich.
Laden an Hochspannungsleitungen
Die Lösung des Dilemmas: Die Drohnen müssten an den Stromleitungen laden können. Entsprechend konzentrierten sich Ebeid und sein Team auf diese Herausforderung. Zunächst ging es etwa darum, die Drohne mit den Stromleitungen, darunter auch Hochspannungsleitungen, in Kontakt zu bringen, ohne dass sie dabei zerstört wird.
Bei den Tests musste daher immer ein:e Drohnenpilot:in anwesend sein, um zu verhindern, dass möglicherweise brennende oder schwelende Drohnenüberreste Brände auslösen. Letztlich stellte sich heraus, dass es am praktischsten ist, wenn die Drohne von unten an die Leitung andockt.
Die Ingenieur:innen entwickelten eine Software, die dafür sorgt, dass die Drohne einen elektromagnetischen Mechanismus aktiviert, wenn der Greifer an der richtigen Stelle ist. Dieser schnappt dann zusammen und befestigt die Drohne an der Leitung.
Drohne fliegt autonom zur nächsten Leitung
Wenn die Batterien geladen sind, öffnet sich das System automatisch und die Drone kann weiterfliegen. Sind die Batterien fast leer, fliegt die Drohne selbsttätig zu einer Stromleitung in ihrer Nähe. Die Leitungen entdeckt sie mithilfe von Kameras sowie Lidar- und Radar-Sensoren.
Und wie „saugt“ die Drohne jetzt den Strom? Tatsächlich ist der Prozess des Ladens gar nicht so unkompliziert. Schließlich fließen durch Hochspannungsleitungen viele Tausend bis Hunderttausende Volt. Transformatoren, die dies auf die von der Drohne verarbeitbaren neun Volt hinunterregulieren, wären viel zu schwer.
„Vampir-Drohne“ lädt kabellos
Daher nutzt die Drohne die Energie der Stromleitungen in Form eines magnetischen Feldes, dass sich rund um die Kabel bildet. Das Ganze funktioniert über induktives Laden, ähnlich wie beim kabellosen Laden eines Smartphones. Um die Batterien der rund fünf Kilogramm schweren „Vampir-Drohne“ vollständig zu laden, dauert es zwischen 30 Minuten und sechs Stunden.
Theoretisch müsste die Drohne dadurch gar nicht mehr zurück zum Boden und könnte für immer fliegen – jedenfalls in der Nähe von Strommasten. In einem ersten großen Test lud die Drohne ohne menschliches Dazutun immerhin fünfmal und blieb zwei Stunden – exklusive der Ladezeiten – in der Luft.
