Stromtransport ohne Masten und Kabel

Nikola Teslas Erbe

Dem neuseeländischen Start-Up Emrod ist es gelungen, drahtlose Stromübertragung so effizient zu machen, dass sich kabellose Netze lohnen – zumindest in einigen Regionen. Inseln, Bauernhöfe, abgelegene Gemeinden sowie Offshore-Windparks sind oft kostspielige einzelne Leitungen in schwierigem Gelände angewiesen. Oft sind die Kosten unerschwinglich, so dass viele Menschen ohne eine zuverlässige Stromquelle auskommen müssen. Die Technologie von Emrod namens Telenergy bedarf zwar noch der Weiterentwicklung, senkt aber die Kosten für Installation und Wartung bis 85% und macht die Nutzung abgelegener nachhaltiger Energiequellen, die Verbindung von Gemeinden und die Verbesserung der Resilienz des Netzes wirtschaftlich rentabel.

Nikola Tesla (1856 bis1943) war ein Erfinder, Physiker und Elektroingenieur aus Kroatien. Er erfand zahlreiche Neuerungen auf dem Gebiet der Elektrotechnik, vor allem der elektrischen Energietechnik, wie die Entwicklung des heute als Zweiphasenwechselstrom bezeichneten Systems zur elektrischen Energieübertragung. Tesla hatte bereits 1890 bewiesen, dass drahtlose Energieübertragung möglich ist, indem er zwei Glühbirnen über drei Kilometer hinweg zum Leuchten brachte. Allerdings nicht ohne Probleme, 1899 brannte ein Generator er El Paso Electric Company durch mit der Folge eines kompletten Stromausfalls, die Stadt Colorado Springs hatte tagelang keinen Strom. Die Schwierigkeiten sind bis heute nicht völlig beherrscht, auch hundert Jahre später werden für neue Stromtrassen im Rahmen der Energiewende Kabel verlegt. Das scheint sich jetzt zu ändern. Tesla erhielt 12 Ehrendoktorwürden und in 26 Ländern mehr als 280 Patente, davon 112 in den USA.

Emrod-Fallstudie: Pazifische Inseln

Der Strom auf den Pazifikinseln gehört zum teuersten weltweit und erreicht über 1 Dollar pro Kilowattstunde. Die Bedingungen für die Erzeugung erneuerbarer Energie auf den Pazifikinseln sind optimal, jedoch werden erneuerbare Energien aufgrund von Zugangsproblemen und Infrastrukturkosten nicht genutzt. Mit Hilfe der drahtlosen Telenergy-Technologie von Emrod können die pazifischen Inselstaaten Zugang zu erneuerbaren Energien erhalten, die Abhängigkeit von Dieselgeneratoren verringern, abgelegene Gemeinden mit Strom versorgen, die lokalen Kosten senken und einen neuen Exportmarkt erschließen.

Nur ein Beispiel für die globalen Herausforderungen bei der Energieversorgung und -verteilung, die mit der Technologie von Emrod gelöst werden können. Wie etwa auch der Ersatz teurer Infrastruktur in schwierigem Gelände, die Verbesserung der Versorgungskontinuität und die Unterstützung abgelegener Gemeinden bei der Lösung von Problemen der letzten Meile für Versorgungs- und Leitungsunternehmen.

Die letzte Meile im Verteilungsnetz, vor allem in ländlichen Gebieten, ist kostspielig und oft wirtschaftlich unrentabel. In einigen Fällen ist die Emrod-Lösung für die letzte Meile wesentlich kostengünstiger zu installieren und zu warten als herkömmliche Stromleitungen oder Batterie- und Kleinstnetzlösungen. Die Leitungsverluste in Kupferleitungen werden zwar noch länger geringer sein, Emrods Technik wird erst dann wirklich interessant, wenn Verlegung und Wartung von Leitungen sehr teuer werden, oder wenn Eingriffe in die Landschaft vermieden werden sollen.

Tele-Energy-Technologie

Fortschritte in der Radar- und fortschrittlichen Werkstofftechnologie haben die Energieübertragung über große Entfernungen ermöglicht, so die Emrod-Webseite: “Bei Emrod haben wir eine einzigartige Technologie entwickelt, die die Energieübertragung über große Entfernungen für kommerzielle Zwecke sicher und zuverlässig macht.  Die Energie wird durch elektromagnetische Wellen über große Entfernungen übertragen, wobei Emrods proprietäre Strahlformung, Metamaterialien und Rectenna-Technologie (Gleichrichterantenne zur Umwandlung von Mikrowellenenergie in Elektrizität) zum Einsatz kommen.”

Emrod nutzt Strahlen im ISM-Band (Industrial, Scientific, and Medical) mit Frequenzen, die üblicherweise bei WiFi, Bluetooth und RfID (Radio Frequency Identification – Funkerkennung) verwendet werden. Durch Punkt-zu-Punkt-Übertragung wird die Leistung direkt zwischen zwei Punkten gebündelt. Es gebe keine Strahlung um den Strahl herum, wie es bei der Übertragung über Hochspannungsdraht der Fall sei.
Ein Laserschutzvorhang mit niedriger Leistung sorge dafür, dass der Übertragungsstrahl abgeschaltet werde, bevor ein vorübergehendes Objekt (z.B. ein Vogel oder ein Hubschrauber) den Hauptstrahl erreiche. Das System berge weniger Fehlerpunkte. Wetterbedingte und andere physikalische Ausfälle seien reduziert. Die Technologie werde ferner auch nicht durch Wetter- oder atmosphärische Bedingungen wie Regen, Nebel oder Staub beeinträchtigt.

Emrods patentierte Strahlformungs- und Meta-Material-Technologie erzeuge säulenförmige Strahlen, welche die Leistung sicher über viele Kilometer übertragen. Dadurch entstünden deutlich geringere Kosten für Infrastruktur und Wartung. Der ökologische Fußabdruck werde minimiert und nachhaltige Energieaufnahme unterstützt. Der Ersatz von Unterwasserkabeln und -leitungen, die durch Naturschutzgebiete verlaufen, verringere den menschlichen Fußabdruck und den Einfluss auf die Umwelt.

Reaktion bei Stromausfall

Mobile auf Lastwagen montierte Einheiten und kompakte permanente Systeme zur Behebung geplanter und ungeplanter Ausfälle durch Überbrückung der “Lücke” im Netz, die durch ausgefallene Leitungen verursacht wird. Ausfälle sind bedeutende Kostentreiber sowohl für Stromversorgungsunternehmen als auch für stromkritische Unternehmen wie Telekommunikationsunternehmen und Krankenhäuser. Der Betrieb von Generatoren ist teuer, umweltverschmutzend, laut und erfordert im Falle eines Ausfalls einige Zeit, um sie zu installieren oder zu aktivieren. Durch den Einsatz der stationären oder mobilen Ausfallreaktionssysteme von Emrod werden die Ausfallzeiten und -kosten auf nahezu Null reduziert.

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