Forscher der North Carolina State University (NC State) in Raleigh/USA haben eine Technologie entwickelt, die eine bessere kabellose Energieübertragung zu bewegten Empfängern wie fahrenden Elektroautos verspricht. Die Experten setzen dazu auf neu gestaltete Spulen für eine induktive Übertragung. „Wir haben Veränderungen sowohl am Receiver als auch am Transmitter vorgenommen, um die kabellose Energieübertragung sicherer und effizienter zu machen“, erklärt Srdjan Lukic, Elektrotechniker an NC State.
Die Idee der induktiven Energieübertragung mittels Spulen zum kabellosen Laden ist nicht neu. Doch haben bisherige Ansätze zum Laden fahrender Autos ihre Schwächen. Beim Einsatz großer Spulen besteht das Risiko, dass ein elektromagnetisches Feld an die Karosserie koppelt, was die Effizienz mindert und außerdem ein Sicherheitsrisiko bedeutet. Der Einsatz kleiner Spulen dagegen ist zwar sicher und vergleichsweise effizient, erfordert aber zum Abdecken eines Straßenbereichs sehr viele Übertragungsspulen, was ein solches System relativ teuer und komplex macht.
„Wir haben versucht, das Beste beider Zugänge zu kombinieren“, sagt Lukic. Das NC-State-Team hat dazu eine Reihe unterteilter Transmitter-Spulen entwickelt und eine dazu passende, gleich große Empfängerspule. Die Energieübertragung erfolgt wie immer bei induktiven Systemen mittels des elektromagnetischen Feldes zwischen zwei Spulen. Doch ist die Receiver-Spule beim neuen System so gestaltet, dass die gerade angekoppelte Übertragungsspule automatisch eine höhere Stromstärke nutzt – wodurch im richtigen Moment die Feldstärke und damit die Energieübertragung um 400 % steigt.
Um zu zeigen, dass die neue Spulenform wirklich die gewünschten Vorteile bietet, hat das Team einen relativ kompakten Laborprototyp entwickelt. Das System kann bei maximaler Effizienz 0,5 kW Leistung übertragen. Um wirklich praktische Anwendungen wie eben das Aufladen fahrender Elektroautos zu erschließen, arbeitet das Team nun an einer größeren und stärkeren Umsetzung. „Unser Ziel ist es, von 0,5 in den Bereich 50 Kilowatt vorzustoßen“, so Lukic abschließend.
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