Bedeutendster Test drahtloser Stromübertragung seit 50 Jahren geglückt

Einer Forschungsabteilung der US-Marine hat elektrische Ener­gie mit einer Leistung von 1,6 Kilowatt drahtlos über eine Ent­fer­nung von einem Kilometer übertragen. Damit will man die "be­deu­tends­te De­mons­tra­tion des Power-Beamings seit fast 50 Jah­ren" ge­leis­tet haben.

1,6 Kilowatt über 1 Kilometer übertragen: Power-Beaming-Meilenstein

Schon vor mehr als 120 Jahren hatte Nikola Tesla einen großen Traum, den er nie umsetzen konnte: die drahtlose Übertragung von elektrischer Energie über weitere Strecken. Jetzt will das US-Militär hier einen entscheidenden Fortschritt erzielt haben - wenn auch auf ganz andere Art. Wie das Marineforschungslabor Naval Research Laboratory, kurz NRL, mitteilt, ist es dank "terrestrischer Mikrowellenenergieübertragung" gelungen, rund 1,6 Kilowatt Leistung über 1 Kilometer zu übertragen.

Wie die Forscher zum Projekt "Safe and COntinuous Power bEaming - Microwave (SCOPE-M)" erläutern, wird die elektrische Energie zur Übertragung zunächst in einen Mikrowellen-Richtstrahl umgewandelt. Genauer wurde ein 10-Gigahertz (GHz)-Mikrowellenstrahl erzeugt. "10 GHz ist eine gute Wahl, denn die Technologie der benötigten Bauteile ist billig und ausgereift. Selbst bei starkem Regen beträgt der Leistungsverlust weniger als fünf Prozent", so Projektleiter Christopher Rodenbeck.
Mikrowellensender... ...und Gleichrichterantenne Der genutzte Aufbau: Ein Mikrowellensender in Form einer Schüssel ist auf eine Gleichrichterantenne gerichtet, die aus unzähligen kleinen Mikrowellenempfängern besteht. Diese Empfangsanlage, englisch "Rectenna" genannt, kann dann die "Umwandlung eines X-Band-Mikrowellenstrahls in 1 Kilowatt Gleichstromleistung" leisten.

Militär will aus dem All laden

Seit rund einem Jahr hatte das NRL die benötigte Technik an zwei Standorten erprobt. Neben den jetzt erreichten Spitzenwerte in Maryland brachte der Test in Massachusetts weitere spannende Ergebnisse. Hier konnte durch eine höhere durchschnittliche Leistung deutlich mehr Energie übertragen werden.

Das ebnet laut Paul Jaffe, Leiter der Abteilung Power Beaming, den Weg für den terrestrischen Einsatz, da die Leistungsdichten hier "innerhalb der von internationalen Norm-Gremien festgelegten Sicherheitsgrenzen" liegen und somit für Mensch und Tier ungefährlich sind. Das sei euch ein großer Vorteil im Vergleich mit alternativen Übertragungs-Techniken wie Laserstrahlen, die viel höherer Leistungsdichten erfordern.

Brian Tierney, Elektronikingenieur beim SCOPE-M-Projekt, liefert dann auch noch einen Ausblick, was das US-Verteidigungsministerium mit der Technik vorhat: Energieversorgung der Truppen aus dem Weltall. "Obwohl es sich bei SCOPE-M um eine terrestrische Energieübertragungsverbindung handelte, ist sie ein guter Modellversuch für Energieübertrag aus dem Weltraum", so Tierney. "Der Hauptnutzen der Energieübertragung vom Weltraum zur Erde besteht für das Verteidigungsministerium darin, die Abhängigkeit von der Treibstoffversorgung der Truppen zu verringern, die anfällig für Angriffe sein kann."