Drahtlose Stromübertragung – Energieverteilungslösungen mit großer Reichweite

0
213
Die drahtlosen Energieübertragungsgeräte von Emrod können große Mengen elektrischer Energie zwischen zwei Punkten übertragen, wobei die Sichtlinie zwischen den Relais die einzige Entfernungsbegrenzung ist. Es muss keine Schneise durch den Wald geschlagen werden. © Emrod / PR
Die drahtlosen Energieübertragungsgeräte von Emrod können große Mengen elektrischer Energie zwischen zwei Punkten übertragen, wobei die Sichtlinie zwischen den Relais die einzige Entfernungsbegrenzung ist. Es muss keine Schneise durch den Wald geschlagen werden. © Emrod / PR

Information oder Daten durch die “Luft” zu versenden – ein alter Hut. Doch interessant wird es, wenn das auch mit “richtigem” Strom funktioniert …

Dem neuseeländischen Start-Up Emrod  ist es gelungen, drahtlose Stromübertragung so effizient zu machen, dass in schwer zugänglichen Regionen kabellose Netze an der Grenze zur Rentabilität stehen. Inseln, Aussiedlerhöfe, abgelegene Gemeinden und Offshore-Windparks haben eines gemein: Die Verlegung von Stromleitungen dorthin sind sehr kostspielig!

Zuverlässige Stromversorgung ist eine Kostenfrage

Oft sind dabei die Kosten so unerschwinglich, dass Menschen in entlegenen Regionen lernen mussten ohne eine komfortable und zuverlässige Stromversorgung auszukommen. Telenergy, wie Emrod seine Technologie nannte, hat zwar schon den Marktreifestatus, bedarf jedoch immer noch der Weiterentwicklung.

Strom ohne Kupferdraht sicher und drahtlos über große Entfernungen zu übertragen – dieses Start-Up hat es geschafft! – Und arbeitet an der kommerziellen Umsetzung mit einem großen Stromverteiler Neuseelands zusammen.

Diese Entwicklung besitzt das Potenzial die Herstellungskosten für Installation und Wartung eines Stromnetzes um bis zu 85% zu senken. Und die Nutzung entfernter nachhaltiger Energiequellen in Offshore-Parks, sowie die Verbindung abgeschiedener Ortschaften mit dem öffentlichen Stromnetz und Resilienz des Netzes wird wirtschaftlich und rentabel.

Nicola Tesla´s Traum

Der Traum von der drahtlosen Energieübertragung ist jedoch alles andere als neu. Das legendäre Elektrogenie Nikola Tesla hatte schon in den 1890er Jahren bewiesen, dass er Glühbirnen aus einer Entfernung von mehr als drei Kilometern mit einer 140-Fuß-Tesla-Spule zum Leuchten bringen kann. Ärgerlich war nur, dass der Dynamo im örtlichen Kraftwerk ausbrannte und ganz Colorado Springs in ein totales Blackout stürzte.

Teslas Traum war es, riesige Türme auf der ganzen Welt zu errichten, die Strom drahtlos an jeden Punkt der Welt übertragen und Haushalte, Unternehmen, Industrien und sogar riesige Elektroschiffe auf dem Ozean mit Strom versorgen könnten. Investor JP Morgan hat diesen Traum bekanntlich mit einer einzigen Frage platzen lassen: “Wo kann ich die Zähler hinstellen?”

Telenergy  steht kurz vor der Marktreife

Es dauerte noch 120 Jahre bis ein Unternehmen die Herausforderung annahm, die Probleme der Pionierzeit zu lösen. Jetzt arbeitet Emrod mit Powerco, dem zweitgrößten Stromanbieter Neuseelands daran, in kommerzieller Hinsicht drahtlos zu werden. Powerco ist überzeugt, dass diese Technologie große Strommengen deutlich effizienter zwischen zwei beliebigen Punkten verschieben kann, wenn sie mit Sichtlinienrelais verbunden werden.

„Wir werden beurteilen, ob die Technologie von Emrod die etablierten Wege zur Strombereitstellung und Verteilung ergänzen kann“, sagte Nicolas Vessiot , Network Transformation Manager von Powerco. „Wir beabsichtigen, damit Strom an abgelegene Orte oder in Gebiete mit schwierigem Gelände zu liefern. Außerdem besteht auch die Möglichkeit, die Stromversorgung unserer Kunden dann umzuleiten, wenn unsere bestehende Infrastruktur gewartet werden muss.“

Die Verbesserung der Versorgungskontinuität abgelegener Gemeinden und der technische Vollzug „der letzten Meile“ für Versorgungs- bzw. Übertragungsleitungen zum Hausanschluss ist der Auftrag: Eine kostengünstigere Umsetzung als herkömmliche Stromleitungen oder Batterie- Insel- oder Kleinstnetzlösungen.

Allerdings gibt es noch hohe Übertragungsverluste

Die relativ hohen Leitungsverluste dieser neuen Technologie müssen allerdings noch überwunden werden. Doch wird Emrods Technik schon dann interessant, wenn eine Montage und spätere Wartung von Leitungen teuer ist, oder Eingriffe in die Natur umgangen werden sollen.

Emrod schreibt auf seiner Webseite: “Die Energie wird durch elektromagnetische Wellen über große Entfernungen übertragen, bei der von uns in Eigenregie entwickelte Strahlformung, Metamaterialien und Rectenna-Technologie (Gleichrichterantenne zur Umwandlung von Mikrowellenenergie in Elektrizität) zum Einsatz kommen.”

Transformative Technologie für die Kraftübertragung

  • „Wir verwenden Strahlen im ISM-Band (Industrial, Scientific, and Medical) mit Frequenzen, die üblicherweise in WiFi, Bluetooth und RfID verwendet werden.
  • Punkt-zu-Punkt-Übertragung bedeutet, dass die Leistung direkt zwischen zwei Punkten abgestrahlt wird. Es gibt keine Strahlung um den Strahl herum, wie es bei der Hochspannungskabelübertragung der Fall ist.
  • Ein Laser-Sicherheitsvorhang mit niedriger Leistung stellt sicher, dass der Sendestrahl sofort abgeschaltet wird, bevor ein verbeifliegendes Objekt (Vogel oder Hubschrauber) den Hauptstrahl erreichen kann.
  • Unsere Strahlformungs- und Metamaterialtechnologie erzeugt säulenförmige Strahlen, die Energie sicher über viele Kilometer übertragen.
  • Kabelgebundene Leitungen erzeugen Ausfälle im Zusammenhang mit Wetter und anderen physikalischen Störungen. Die von uns zur Kraftübertragung eingesetzte Technologie wird nicht durch atmosphärische Einflüsse wie Regen, Nebel oder Staub beeinträchtigt.
    Das Stromschlagrisiko wird reduziert, das mit den dicken Aluminiumleitungen von Hochspannungsmasten verbunden ist.
  • Last but not least: deutlich niedrigere Infrastruktur- und Wartungskosten.“

So beschreibt das Unternehmen die Vorteile von seiner Entwicklung Telenergy.

Reaktion bei Stromausfall

Mobile auf Lastwagen montierte Einheiten und permanente Systeme können eine “Lücke” im Netz, die durch ausgefallene Leitungen verursacht wird überbrücken. Denn Ausfälle sind bedeutende Kostentreiber sowohl für Stromversorgungsunternehmen als auch für stromkritische Unternehmen wie Telekommunikationsunternehmen und Krankenhäuser.

Stromübertragung eines mobilen Kraftübertragungswagens © Emrod / PR
Stromübertragung eines mobilen Kraftübertragungswagens © Emrod / PR

Der Betrieb von Generatoren ist teuer, umweltverschmutzend, laut und erfordert bei einem Ausfall einige Zeit, um sie zu installieren oder zu aktivieren. Durch den Einsatz der stationären oder mobilen Ausfallreaktionssysteme von Emrod würden die Ausfallzeiten und -kosten auf nahezu Null reduziert.

Tatsächlich sieht Emrod die drahtlose Übertragung als Schlüsseltechnologie für erneuerbaren Strom an, der oft weit entfernt von dem Ort (in beispielsweise Offshore-Parks) erzeugt wird, an dem er benötigt wird.

Quellen:
https://emrod.energy/products-services/
https://www.cleanthinking.de/emrod-kabellose-stromuebertragung-powerco-testet-tesla-strahl/
https://www.stern.de/digital/technik/strommasten-ade—bald-wird-elektrizitaet-drahtlos-mit-einem-tesla-strahl-transportiert-9369918.html