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Von: Andreas S.
Kabelsalat ade

Antenne ersetzt Kabel und versorgt Geräte mit Strom

Jeder kennt ihn und jeder hatte ihn schon einmal: Den Kabelsalat. Kabel elektrischer Geräte sind nicht nur unschön für das Auge, sie sind oftmals auch gefährliche Stolperfallen.

Kabellose Stromversorgung mit Antennen.
© SUPA Wireless

Paderborn (Deutschland). Forscher am Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme (ENAS) haben gemeinsam mit Forschern der Universität Paderborn und vier mittelständischen Technologiekonzernen eine neue Technik entwickelt, die elektronische Geräte ohne Kabel mit Strom versorgen kann. "Ohne Kabel können die Lampen überall auf dem Tisch stehen und wirken zudem ästhetischer", sagt Dr. Christian Hedayat, Abteilungsleiter am ENAS in Paderborn.

So funktioniert die kabellose Stromversorgung

Wie werden elektronische Geräte ohne Kabel und Batterien mit Strom versorgt. Diese Frage beantworten die Forscher mit einem Prinzip, welches einem Induktionsherd sehr ähnelt. Im Tisch ist ein Netz aus Spulen untergebracht, die jeweils eine Sendeantenne repräsentieren. Sobald Strom durch die Spulen fließt, erzeugen diese ein Magnetfeld. Das magnetische Feld lässt anschließend Strom in einer Spule fließen, welche im Boden der Lampe untergebracht ist.

Die Lampe soll aber nicht nur auf einem bestimmten Platz auf dem Tisch mit Strom versorgt werden, sondern auf der gesamten Fläche. Eine einfache Möglichkeit wäre es, eine riesige Spule unter die Tischplatte zu montieren, allerdings ist diese Lösung laut den Forschern wenig praktikabel. "Wir bestücken eine Platine mit zahlreichen Antennen. Deren Abstand ist so gewählt, dass nur unter der Empfangsfläche der Lampe ein Magnetfeld erzeugt wird – unabhängig davon, wo auf dem Tisch sie steht", sagt Hedayat.

Magnetische Strahlung gering halten

Ein Problem das gelöst werden musste, war die Strahlenbelastung. Damit diese möglichst gering gehalten werden kann, ist nur die Spule aktiv, über der die Lampe derzeit steht. Für die Erkennung gibt es eine physikalische und eine elektronische Erkennungsmöglichkeit. Die physikalische beruht darauf, dass die Antenne den Empfänger, also die Lampe als Störung empfindet.

Am elektrischen Lösungsansatz arbeiten die Forscher derzeit. Die Antenne soll mit dem Empfänger kommunizieren und fragt über eine Identifikation nach, ob der Empfänger überhaupt berechtigt ist Energie zu erhalten. Hier soll das System auch erkennen, wie viel Strom der Empfänger überhaupt benötigt und dann genau die passende Menge senden.

Um die magnetische Strahlung weiter zu reduzieren, haben die Forscher den Empfangsbereich auf knapp fünf Zentimeter über den Tisch begrenzt. Dies reicht um alltägliche Elektrogeräte wie Handys oder Notebooks mit Strom zu versorgen.

Von der Entwicklungsphase zur Marktreife

Derzeit läuft noch die Entwicklungsphase, in der es darum geht die Technik marktreif zu bekommen. Im ersten Schritt sollen Lampen inklusive der Platinen auf den Markt kommen. "Die Platinen werden in verschiedenen Größen ausgeliefert, so dass Kunden sowohl kleine als auch große Tische nachrüsten können", so die Forscher.

Mit der neuen kabellosen Stromversorgung lassen sich jedoch nicht nur Lampen mit Strom versorgen, sondern auch eine Vielzahl anderer technischer Geräte. Hier haben die Forscher eine weitere praktische Funktionalität eingebaut. "Wir senden nicht nur Energie, sondern auch Daten durch den Tisch", sagt Hedayat. Auch in der Medizin kann das System mit dem Namen SUPA Wireless gute Dienste leisten, etwa wenn es um die Energieversorgung von Implantaten geht. Drucksensoren, die im Gehirn von Schlaganfallpatienten sitzen und Alarm schlagen, wenn der Hirndruck zu hoch wird, werden derzeit mit Batterien betrieben. Waren diese leer, mussten sie operativ gewechselt werden. Die neue Technik macht diese Eingriffe überflüssig – und den Patienten das Leben leichter.

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