Strom ohne Kabel: Laser überträgt hunderte Watt Energie drahtlos

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Die drathlose Übertragung von Energie bewegt die Wissenschaftler und Ingenieure in diversen Bereichen. Nun ist es gelungen, größere Mengen auf Distanz zu übertragen. Ein Laser schickte dabei hunderte Watt an einen hunderte Meter entfernten Empfänger.

Eine erste öffentliche Demonstration der Technologie fand jetzt auf einer Marinebasis des US-Militärs in Bethesda im US-Bundesstaat Maryland statt. Die Vorführung fiel dabei ziemlich unspektakulär aus und zu sehen war eigentlich nichts. Aber genau das wäre letztlich ein Qualitätsmerkmal für den praktischen Einsatz einer Technik, die irgendwann Einzug in den Alltag vieler Menschen finden soll.

Neue Solarzellen machen es möglich

Für die Demonstration wurde die Anlage zur Erprobung von Schiffstechnologien in Bethesda gewählt, weil man hier einen Innenraum von beträchtlicher Größe nutzen konnte und eventuelle Probleme mit der Zieljustierung nicht dazu geführt hätten, dass ein starker Laser unkontrolliert irgendwohin leuchtet. Für den Versuch wurde dann in vier Metern Höhe eine Sendeeinheit aufgehängt, die mit einem 2-Kilowatt-Laser ausgestattet war.

Der Empfänger, eine spezielle Form von Photovoltaik-Zellen, befand sich in 325 Metern Entfernung. Dieses System lieferte durch die Umwandlung des Laserlichts in elektrische Energie eine Leistung von 400 Watt. Unter anderem trieben die Entwickler damit eine Kaffeemaschine an und konnten Heißgetränke, die sie als "Laser-Latte" bezeichneten, an die Besucher verteilen. Aber auch für einige Lampen und Notebook-Netzteile gab es letztlich genug Strom zur Probe.

Das Ziel solcher Anlagen besteht letztlich darin, Solarzellen im Erdorbit zu platzieren, die dann Sonnenlicht einfangen und Energie in einem konzentrierten Strahl zur Erde senden. Problematisch waren dabei bisher in erster Linie die Empfänger, die ziemlich groß ausfallen mussten. Vor allem, da in den ersten entsprechenden Ansätzen Radiowellen genutzt wurden, für die man ziemlich ausladende Antennen benötigte. Jetzt hingegen kann man auf deutliche Fortschritte in der Photovoltaik-Technologie zurückgreifen, die es möglich machen, auch Infrarot-Laser zu verwenden. Bei diesen kann der Empfänger sehr viel kleiner ausfallen.
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Wirkungsgrad ???
 
@C.K.Nock: 2kW Laser -> 400W kommt an = 20%
 
@kadda67:
Insgesamt noch deutlich weniger weil der Laser selber nur einen Wirkungsgrad von ca. 20% hat.
Bedeutet für 2 kW echte Lichtleistung beim Laser braucht man wohl ca. 10 kW elektrische Leistung für dessen Betrieb.

Da wird eine ganze Menge an Energie in Wärme umgewandelt.
 
@kadda67: 2kW LAser dürfte die maximale Leistung sein, die er abstrahlt. Wieviel er dafür aufnimmt und ob er auf voller Leistung betrieben wurde bleibt offen.
 
@kadda67: Dürfte minimal weniger sein
 
@C.K.Nock: Spielt aber dann vielleicht nicht mehr die entscheidende Rolle, denn zum Schluss wird erwähnt, wofür die Technik eingesetzt wird. Es soll letztendlich Sonnenlicht damit verstromt werden. Da Sonnenlicht praktisch unbegrenzt zur Verfügung steht spielt der Wirkungsgrad nicht unbedingt die Hauptrolle. Ich kann mir aber selbst bei 100% Wirkungsgrad nicht vorstellen, dass sowas zivil sinnvoll genutzt werden kann, schließlich müssen dafür scheinbar erst Satelliten ins All geschossen werden und das kostet erstmal richtig viel Energie. Das ist also erstmal eine rein militärische "Spielerei"
 
@FatEric: Gerade dann ist der Wirkungsgrad entscheidend. Schließlich kostet es viel Geld Dinge in den Orbit zu befördern. Und bei mehreren Kilometern dürfe der Wirkungsgrad noch schlechter sein. Habe mich jetzt nicht weiter damit beschäftigt, aber es klingt für mich nicht sehr sinnvoll.
 
@Jon2050: Kommt auf den Blickwinkel an. Wenn die Energiequelle sauber ist, muss der Wirkungsgrad nicht unbedingt der Beste sein, Umweltschutz darf auch mal vor Wirtschaftlichkeit stehen. Wenn man länger darüber nachdenkt, gehts hier aber um was ganz anderes, denn Solarzellen am Boden sind immer besser. Das ist also eine rein militärische Geschichte, ggfs auch um Nachts irgendwo abgelegene Geräte mit Strom zu versorgen.
 
@C.K.Nock: ...niedrig... oder besser: Mist ;-)
 
Die Energie die in die ganzen Starts der Satelitten und dem Bau der Hardware allem inklusive übersteigt mit Sicherheit die ersten Zwanzig+ Jahre der Strom Ausbeute im All.

Danach sind die Solarzellen austausch bedürftig und der Spaß geht von vorne los....

Auf jeden Fall bekommt man mit dieser Technik und dem passenden Receiver dann auf jedem Flecken der Erde Strom selbst tausende Kilometer in der Pampa.

Können sich Militärs andere Stromerzeuger sparen.
Müssen nur noch einen Receiver aufstellen und auf den Laser-SatLink warten.

Auch Expeditionen z.B im Amazonas Gebiet oder in Gebirgen können dann mit einem kleinen Empfänger ihr Camp mit Strom versorgen..
 
@JacobP: Naja so wird es wohl auch nicht werden. Was wird wohl passieren, wenn sich ein Flugobjekt (Vogel oder Flugzeug) in den Laserstrahl begibt.
 
@Jan_Remmert: Das juckt doch Militärs nicht... Ob ein Vogel dazwischen kommt.

Der Strahl wird wohl je nach Intensität um die 3-10cm haben. Das ist nicht die Welt.

Wie dieses Unternehmen dann die Luftraumüberwachung bewerkstelligt werden wir dann sehen. Vielleicht gekoppelt an weltweite Radarsysteme.

Auf jeden Fall werden die Militärs das nutzen wollen um z.B Einsatzgruppen im Jungel oder der Wüste schnell mit Strom versorgen zu können. Und da interessiert es keinen ob ein Vogel in den Strahl kommt und sich die Federn verbrennt..

Militärs sind keine Gutmenschen sondern folgen knallhart ihrem militärischen Auftrag.
 
@JacobP: Den Strahl kann man als Militär dann auch mal woanders hin schicken...
 
Okay, also versteh ich das richtig, dass es der Langzeitplan ist einen Laser aus dem Orbit auf die Erde ballern zu lassen? Und obwohl er weniger Millimeter dünn wäre, einfach alles grillt was ihm unterwegs reinfällt? So wie in diesem Die Another Day Bond-film? Und das ganze wird vom amerikanischen Militär finanziert? Echt coole Sache! Da habe ich überhaupt keine Zweifel mehr, dass die bestesten Absichten dahinter stecken
 
@AlyxO: ich halte auch nicht viel von dem zweck eines militärs, aber dennoch scheint der drang andere zu zerstören und macht auf diese aus zu üben, ein mega antrieb zu sein, neue wege zu gehen und durchaus innovativ zu sein....wir verdanken der militärforschung zumindest ne menge sachen, die nach und nach in unser alltag übernommen worden sind....schade, dass man diesen antrieb nicht ohne zerstörung triggern kann... ;)
 
@slashi: "Ohne Zerstörung triggern kann" Zerstörung ist hier wohl als falsche Wort. Eher Angst von einem anderen Staat überholt zu werden denn dann könnte man ja keine Macht mehr über diesen ausüben.
Aber was auch immer die dahinter stehende Motivation ist wie du schon sagtest diese Innovationen werden dann auch irgendwann im Alltag des normal Sterblichen ankommen.

Aufjedenfall eine wichtige Entwicklung! Wofür auch immer es dann mal von irgendjemanden Verwendet wird.
 
@slashi: Ja, die Opfer von Hiroshima und Nagasaki freuen sich sicher auch mit uns, dass wir jetzt Atomkraftwerke haben... ^^
 
@moribund: internet, vodafone, motorola inkl patente - alles produkte dieser "militär-innovationen"
 
@AlyxO: Es geht hier um Militärtechnik, da stecken ganz selten beste Absichten dahinter, sondern im allerletzten Schritt immer Tod und Zerstörung.
 
Strom im Überfluss! Schlummert nicht endlose Energie im Erdmantel? Löcher bohren Wasser rein und mit dem so erzeugten Dampf, Stromgeneratoren antreiben. Zum Beispiel am Yellowstone wären die Voraussetzungen gegeben, fehlen nur noch die Turbinen und mutige Mitarbeiter...
 
@lalalala: Die Idee klingt im ersten Moment gut aber ob das so gut is auf Dauer bezweifel ich. Stell dir mal vor es werden tausende von Löcher gebohrt und der Erde Megawatt weise wärme entzogen, die Konsequenz wäre auf Dauer das die Erde wesentlich schneller auskühlt. Und wenn die Erde auskühlt haben wir ein noch größeres Problem als jetzt mit dem Klima.
 
@lalalala: Geothermie ist ja nicht neu...
Allerdings fällt mir da der Fall eines Ortes ein, wo man dabei durch eine Grundwasser- und eine Gips-Schicht gebohrt hat und nun der ganze Ort in Bewegung ist.
 
@Roehre: Geht doch einfacher ohne Bohren! Gibt doch genug aktive ungefährliche Vulkane wo Lava drin ist und den dann als Durchlauf-Erhitzer nutzen wie bei der Kaffee-Maschine.
Titan-Röhren wie eine Feder gebogen rein hängen und damit dann Dampf erzeugen und ne Turbine in der Nähe antreiben. Ist bestimmt nicht gefährlicher als ein marodes Atom-Kraftwerk in Deutschlands Nachbar-Umgebung, es gibt genug davon...
Ich meine damit, man könnte Vulkan-Slote ausbeuten bzw. CO2 freundlich Nutzen..????
 
Aha... man nimmt einen 2KW-Laser um 400W zu übertagen...
Kommt das nur mir komisch vor oder ist da was falsch formuliert?
 
@Zonediver: Kommt auf die Sichtweise an. Ja, das ist ein Wirkungsgrad von 20%, finde ich für die Technik aber erstmal ganz okay. Hier muss man ganz klar sehen, es geht hier um Militärtechnik und da spielen so Dinge wie Wirkungsgrad etc. keine Rolle, solange am Ende ein Ziel erreicht wird.
 
@Zonediver: Kommt dir falsch vor. 2KW ausgangsleistung, 400 Watt wurden an den Solarzellen 325 meter entfernt wieder angenommen.
 
@Ludacris: Ja aber wenn man Solarzellen im Weltall aufspannt, die haben soweit ich weiß auch nur eine Effizienz von 20- 26% diese dann in ein Laster umwandelt um dann zur Erde zu schicken und da auch nur noch eine Effizienz von ca 20% aufgenommen werden kommt schon eine Gruslige Effizienz zusammen. Die anderen Verlustleistungen mal außen vor gelassen.
 
Für jene die Angst wegen des Militärs haben: Das US-Militär experimentiert schon seit Jahren mit Lasern und setzt diese auch schon praktisch ein. z.B. beim Minenräumen.
Dass man Lase nun im Weltall stationieren will, hat auch einen handfesten Hintergrund. Über kurz oder lang will man Interkontinentalraketen damit abschiessen können.
Die Reaganadministration hat ja das sogenannte "Star Wars" - PRojekt engeleitet, welches dann nach dem zerfall der UdSSR angeblich eingestellt wurde.
Das Programm wurde aber tatsächlich nicht eingestellt, sondern nur zurück gefahren. Ein oder mehrere starke Laser im Orbit, die auch als Waffen funktionieren würden, hätten tatsächlich erhebliche Auswirkungen auf das militärische Gleichgewicht. Zumal es nicht mehr weit dahin wäre, statt Raketen auch Ziele am Boden gezielt und grossflächig bekämpfen zu können.
Und ja - das ist eine beängstigende Entwicklung.
Rein nüchtern betrachtet eine Effizienzsteigerung und vor allem Kostenerspraung. Statt Personal und Matrial für milliarden um den Globus zu schicken, knipst man einfach mal das Licht an.
Man darf gespannt sein, wie Russland und China darauf reagieren.
Die Amerikaner werden auf jeden fall alles tun um ihre Vormachtstellung in der Welt zu festigen und weiter auszubauen.
Wir stehen längst an der Schwelle eines neuen Rüstungswettlaufes, gegen den der Kalte Krieg kalter Kaffee ist. Auf der einen Seite versucht man krampfhaft von der Atomschlagphilosophie abzukommen, gleichzeitig sucht man aber nach einer Alternative. Und diese bietet sich mit "Star Wars".
Gewinnen wird, weer als erster seine Systeme im All positionieren kann. Denn der kann alle anderen daran hindern ebenso zu verfahren.
So sieht das geostrategisch und militärisch nüchtern betrachtet einfach aus.
 
Was ist daran jetzt so besonders? Auf die Idee bin ich schon vor Jahren gekommen... Fortschritt wäre es wenn sie ihn Drahtlos überall hin übertragen könnten auch mit Hindernissen.
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