Kabellose Stromübertragung: Neuer Rekord

induktives Laden

Wissenschaftler aus Südkorea übertragen Strom kabellos über eine Strecke von fünf Metern durch die Luft. Ihre Vision: Nutzer könnten Handys und andere Geräte in Zukunft im öffentlichen Bereich drahtlos laden.

Das Prinzip der kabellosen Stromübertragung ähnelt dem WLAN: Strom wird durch die Luft transferiert und versorgt elektrische Geräte mit Energie. Wissenschaftler des Korea Advanced Institute of Science and Technology haben auf diese Weise einen LED-Fernseher und mehrere Ventilatoren über eine Entfernung von fünf Metern in Betrieb gesetzt. Das ist ein neuer Rekord in der kabellosen Stromübertragung.

Die drahtlose Energieübertragung ist an sich kein neues Phänomen und unter dem Namen Induktion bekannt. Sie findet bereits vielseitig Anwendung, beispielsweise zum Aufladen elektrischer Zahnbürsten, für die Wärmeübertragung beim Induktionsherd, aber auch in der Elektromobilität, wo unterschiedliche Möglichkeiten des kabellosen Ladens erprobt werden. Hier tüfteln Forscher aktuell vor allem an Konzepten, die das dynamische Laden, also das „Tanken währen der Fahrt“ möglich machen sollen. Noch sind allerdings einige Hürden zu bewältigen. So gilt es, die Übertragungs-Wirkungsgrade zu erhöhen, das Problem der elektromagnetischen Verträglichkeit zu lösen und Standards zu etablieren. Die Forscher mehrerer Fraunhofer-Institute arbeiten daran, ein bidirektionales induktives Ladesystem zu schaffen, das Energie je nach Bedarf aufnehmen, aber auch wieder in das Stromsystem einspeisen kann.

Neu ist allerdings die relativ große Entfernung, über die hier Energie übertragen wird. Dabei sinkt die Übertragungsmenge mit der Entfernung. Über 3 Meter konnten bei einer Frequenz von 20 kHz etwa 1.400 Watt übertragen werden. Bei 4 Metern sind es immerhin noch ca. 470 Watt, bei 5 Metern nur noch rund 200 Watt. Das ist allerdings immer noch genug, um ein paar einfache Geräte mit Energie zu versorgen. Mit zunehmender Entfernung sinkt allerdings auch die Effizienz. Die maximal erreichte Entfernung bisher betrug 7 Meter, wobei 10 Watt übertragen wurden. Die Wissenschaftler hatten Steuerungs- und Kontrolltechnik, die normalerweise in Atomkraftwerken zum Einsatz kommt, verwendet.

Mitte April haben Chun T. Rim, Professor für Nuklear und Quantumingenieurwesen, und seine Mitarbeiter ihr „Dipole Coil Resonant System“ (DCSR) vorgestellt. Es besteht aus zwei magnetischen Dipolspulen. An eine der beiden wird hochfrequenter Wechselstrom angelegt. Dadurch entsteht ein Magnetfeld, das an der anderen Spule ein Magnetfeld erzeugt. Beide Spulen schwingen dann mit der gleichen Frequenz und es kann Strom fließen.

Das Magnetfeld, das durch die Spulen erzeugt wird, beeinflusst andere Geräte nicht, solange diese eine andere Resonanzfrequenz, also andere Schwingfrequenz haben. Chun T. Rim erklärte: „Auch wenn die drahtlose Energieübertragung über große Entfernungen noch im Frühstadium der Vermarktung steckt und recht teuer ist, glauben wir, dass das der richtige Weg ist, um elektrischen Strom in Zukunft bereitzustellen.“ Er ist überzeugt davon, dass elektronische Geräte in Zukunft überall und ohne großen Aufwand und Kabelsalat geladen werden können.

 

2 Bemerkungen

  • Spannend wäre allerdings noch zu wissen, wie hoch denn der Wirkungsgrad der Stromübertragung ist. Was bringt es mir, 200W über 5 Meter zu übertragen, wenn ich dafür 500W einsetzen müsste und somit ein Großteil als Verlust anfallen würde.

    Dies ist vor allem deswegen wichig, weil ein niedriger Wirkungsgrad alle Bemühungen zum Energiesparen wiedersprechen würde.

    Gibt es hier irgendwelche Infos?

  • Die Vermeidung von Kabelsalat ist ja schön und gut. Ich frage mich jedoch, wo dabei die Energieeffizienz bleibt. Schließlich geht mit jedem cm Entfernung Energie verloren. Dann doch lieber mit Kabel, denn mit unserem derzeitigen Energieverbrauch sehe ich schwarz für eine nachhaltige Zukunft…