Ein technologischer Durchbruch im Bereich der drahtlosen Stromversorgung von Drohnen treibt das Konzept der „unendlichen Batterielebensdauer“ vom Labor in die praktische Anwendung. Da relevante Lösungen immer ausgereifter werden, wird erwartet, dass Drohnen bei risikoreichen oder langfristigen Missionen in Zukunft die Einschränkung aufheben, regelmäßig zum Aufladen nach Hause zurückkehren zu müssen.
Derzeit konzentriert sich die Branche auf die Erforschung zweier technischer Wege, einer davon ist die drahtlose Fernfeldstromversorgung auf Basis elektromagnetischer Wellen. Bereits im Jahr 2021 finanzierte die US-amerikanische Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) die Wissenschaftlerin Dr. Ifana Mahbub von der University of Texas mit 750.000 US-Dollar, um ein Fernfeld-Übertragungssystem für elektromagnetische Wellen zu entwickeln, das Flugdrohnen unter Sichtbedingungen präzise ausrichten und aufladen kann. Im Jahr 2025 gründete sie das Unternehmen KinetixBeam, das sich auf die Entwicklung drahtloser Stromversorgungssysteme über große Entfernungen mithilfe von Phased Arrays, rekonfigurierbaren Metaoberflächenlinsen und anpassbaren Rectennas konzentriert und auf die Fernladeanforderungen von Plattformen wie Drohnen abzielt.
Ein weiterer technischer Weg ist die laserbasierte optische drahtlose Energieübertragung, die ebenfalls von DARPA vorangetrieben wird. Die Behörde testete in New Mexico ein System namens Persistent Optical Wireless Energy Relay (POWER). Durch einen speziell entwickelten Sender und einen Empfänger, die von Teravec Technologies entwickelt wurden, übertrug es erfolgreich 800 Watt Leistung mit einem Laser über eine Distanz von 5,3 Meilen (ca. 8,6 Kilometer) und stellte damit einen neuen Rekord für die Fernübertragung optischer Energie auf. Diese Lösung gilt als skalierbare Technologie und soll in Zukunft in UAV-Plattformen integriert werden, die aktuelle Verifizierung basiert jedoch noch auf Bodengeräten.
Weiter im Industrialisierungsprozess ist PowerLight Technologies, ein Ingenieurunternehmen mit Hauptsitz in Kent, Washington. Dieses Unternehmen ist seit fast 20 Jahren intensiv im Bereich der Laserstromversorgung tätig. Im Dezember letzten Jahres gab das Unternehmen bekannt, dass das von ihm entwickelte Stromübertragungssystem in tatsächlichen Tests erfolgreich Kilowattleistung drahtlos an eine Drohne übertragen hat, die in einer Höhe von etwa 5.000 Fuß fliegt. Es wurde außerdem angegeben, dass sein unsichtbarer Laserstrahl Energie über eine Entfernung von einem Kilometer stabil übertragen kann.
Um dieses Ziel zu erreichen, hat PowerLight ein einsetzbares, manövrierfähiges bodengestütztes Laserstartsystem entwickelt, das mit der Fähigkeit ausgestattet ist, Flugdrohnen in Echtzeit zu verfolgen und zu erfassen und gleichzeitig mehrere Sicherheitsmechanismen sowie Echtzeit-Steuerungs- und Überwachungsmodule zu integrieren. Dies bedeutet, dass der Sender an der optimalen Position platziert oder gezogen werden kann, um die darüber fliegende Drohne kontinuierlich aufzuladen. Bei seinen Tests verwendete PowerLight einen neuen Empfänger, der etwa 2,7 Kilogramm wiegt und auf einer langlebigen Elektrodrohne K1000ULE von Kraus Hamdani Aerospace montiert ist, die von der US-Marine und der US-Armee eingesetzt wird.
Aus technischer Sicht wandelt das System von PowerLight zunächst die elektrische Energie in der Batterie in hochintensives Licht um und schießt es dann mithilfe der strahlformenden optischen Komponente in Form eines unsichtbaren Laserstrahls auf das Empfangsgerät der Drohne. Der Empfänger verlässt sich auf die Photovoltaikzellenanordnung, um Lichtenergie in elektrische Energie umzuwandeln, um das Bordsystem und die Batterie der Drohne aufzuladen. Das Unternehmen sagte, dass seine Sende- und Empfangssubsysteme in die letzte Verifizierungsphase eingetreten seien und in diesem Jahr integrierte Flugtests des gesamten Systems auf Basis des K1000ULE durchführen würden.
Sobald diese Technologien ausgereift sind und in tatsächliche Kampfeinsätze umgesetzt werden, werden die Fähigkeiten von Hochleistungsdrohnen bei militärischer Aufklärung, Such- und Rettungseinsätzen, Öl- und Gaspipeline-Inspektionen und anderen Bereichen erheblich verbessert und werden nicht mehr strikt an die Batteriekapazität gebunden sein. In städtischen Umgebungen soll die drahtlose Stromversorgung Drohnen auch dabei unterstützen, Aufgaben wie Verkehrsmanagement und Luftqualitätsüberwachung über längere Zeiträume auszuführen und so neue Daten und Serviceunterstützung für den städtischen Betrieb bereitzustellen, ohne die Belastung der Bodeninfrastruktur zu erhöhen.