Es gibt eine Sache, die beim Fliegen einer Drohne sehr frustrierend ist – gerade wenn man in Schwung kommt, muss man landen, weil der Akku leer ist. Es besteht kein Zweifel daran, dass die Akkutechnologie in den letzten Jahren sprunghafte Fortschritte gemacht hat. Aber es fehlt immer noch etwas, wenn es um Akkutechnologie geht, was bedeutet, dass die durchschnittliche Flugzeit zwischen drei Minuten und 30 Minuten liegt. Das hängt von der Art der Drohne ab, die man kauft – je billiger die Drohne, desto weniger Flugzeit kann man erwarten.
Die Flugzeiten von Drohnen sind deshalb so kurz, weil das Verhältnis zwischen Leistung und Gewicht der Drohne sehr ausgewogen sein muss. Die Lithium-Polymer-Akkutechnologie, mit der die meisten Drohnen in der Luft bleiben, ist viel besser als Lithium-Ionen-Akkus (da sie viel leichter sind), aber sie brauchen besondere Pflege und Aufmerksamkeit – und haben immer noch nur eine bestimmte Menge an Energie für den Flug. Drohnen sind energiehungrige Geräte, die eine Batterie mit schneller Entladungsrate benötigen – und die Technologie hat noch nicht ganz mit der Art und Weise Schritt gehalten, wie wir unsere Drohnen nutzen wollen.
In diesem Artikel gehen wir auf die Gründe ein, warum die Flugzeiten von Drohnen so kurz sind und was Sie tun können, um die Flugzeit Ihrer Drohne zu verlängern. Wir warten immer noch auf den nächsten Heureka-Moment für Drohnenakkus, aber in der Zwischenzeit gibt es einige Tipps und Tricks, die Sie anwenden können, um Ihre Drohne länger fliegen zu lassen.
Lassen Sie uns loslegen!
Table of Contents
Kurze Flugzeiten für Drohnen
Wenn die Flugzeit Ihrer Drohne deutlich kürzer wird, kann das ein Zeichen dafür sein, dass Ihr Akku mit der Zeit schwächer wird, oder es kann auch ein Hinweis darauf sein, dass Ihr Flugstil zu aggressiv ist. Es gibt jedoch einige Dinge, auf die Sie keinen Einfluss haben, wie z. B. das Gewicht Ihrer Drohne, das das Verhältnis zwischen Flugweg und Leistung bestimmt, das Ihr Akku bieten kann. Wenn Sie Ihre Drohne selbst bauen, können Sie den Akku gegen einen Akku mit höherer Kapazität austauschen, was jedoch das Gewicht erhöht. Wenn Sie eine kommerzielle Drohne besitzen, können Sie den Akku wahrscheinlich nicht auswechseln und müssen auf andere Techniken zurückgreifen, um die Lebensdauer des Akkus zu verlängern.
Gewichts-Leistungs-Verhältnis
Lithium-Polymer-Akkus waren ein wichtiger Fortschritt in der Akku-Technologie für Drohnen. Davor waren wir auf Lithium-Eisen-Akkus beschränkt – die gleichen, die Sie in Ihrem Laptop haben – diese sind viel schwerer und haben ein viel schlechteres Leistungsgewicht als Lithium-Polymer-Akkus.
Diese Batterien bieten die beste Kombination aus Gewicht und Energiedichte. Jeder einzelne Lithium-Polymer-Akku setzt sich aus einzelnen Zellen zusammen. Der Akku in Ihrer Drohne hat zwischen einer und acht davon. Sie haben jeweils eine Nennspannung von 3,7 V und sind mit 4,2 V voll geladen.
Die Lithium-Polymer-Akkus erfordern eine ganz besondere Behandlung, und wenn Sie den Akku unter 3,7 V fallen lassen, schaden Sie ihm dauerhaft. Das bedeutet, dass viele Drohnenliebhaber ihre Drohnen beschädigen, ohne es zu merken. Man kann einfach vergessen, seine Drohne ein paar Monate lang aufzuladen, und schon kann der Akku einen reparablen Schaden haben.
Stromfressende Komponenten
Drohnen sind sehr stromhungrige Biester.
Wenn man an die fortschrittliche Softwareprogrammierung und die Hardware denkt, die Drohnen in der Luft betreiben, ist es erstaunlich, dass sie überhaupt abheben.
Die Drohnen verfügen über Komponenten wie:
- Inertialmessgeräte
- Motoren
- GPS-Geräte
- elektronische Kompasse
- Barometer
- Lichter
- Kameras
- Beschleunigungsmesser
- Kardanringe
- und jede Menge Rechenleistung für Algorithmen der künstlichen Intelligenz.
Wenn der Strom durch die Drohne fließt, verringert sich außerdem die Energieeffizienz aufgrund der Wärmeentwicklung, da der Stromkreis den Strom schnell zu den Komponenten leitet, die am meisten benötigt werden.
Smarte Batterien entladen sich während der Lagerung
Ein weiterer Grund für die kurze Flugzeit von Drohnen liegt in der Art und Weise, wie die Hersteller ihre intelligenten Batterien programmieren.
Da Lithium-Polymer-Akkus sehr temperamentvoll sind, was ihre Lagerung angeht, lassen die Hersteller sie während der Lagerung einige Entscheidungen über ihre Entladung treffen.
Eine Lithium-Polymer-Batterie sollte nicht bei 100 % Ladung gelagert werden. Stattdessen sollte sie zwischen 30 und 50 % ihrer maximalen Ladung aufgeladen werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Batterie während der Lagerung so lange wie möglich hält.
Die intelligenten Batterien entladen sich selbst, bis sie etwa 30 % ihrer Speicherkapazität erreicht haben. Das heißt, wenn Sie Ihren Akku vor einem Drohnenflug nicht frisch aufgeladen haben, hat sich der Akku ein wenig bis sehr stark entladen, je nachdem, wie lange die letzte Aufladung zurückliegt. Das bedeutet, dass Ihre Drohne möglicherweise nicht ihre volle Flugzeit erreicht, wenn sich die Akkus während des Transports und der Lagerung selbst entladen haben.
Eine einfache Möglichkeit, dies zu umgehen, besteht darin, dafür zu sorgen, dass die Batterien Ihrer Drohne bei jedem Flug frisch aufgeladen werden. Sie können sogar Autoladegeräte kaufen, um sicherzustellen, dass zwischen dem Aufladen und dem Fliegen keine Zeit verstreicht. Dadurch wird die Flugzeit der Drohne verlängert.
Schlechte Akkupflege
Es kann auch sein, dass Sie Ihre Akkus versehentlich beschädigen, so dass sie nicht so lange halten. Lithium-Polymer-Akkus müssen sauber und trocken gehalten werden und müssen vor dem Aufladen vollständig abgekühlt sein.
Und die Übertragung dieser Energie in die Drohne führt dazu, dass sich die Drohne und der Akku stark erhitzen. Sie sollten Ihre Akkus vor dem Aufladen immer abkühlen lassen, um ihre maximale Effizienz zu erhalten.
Es wird auch darüber diskutiert, die Lithium-Polymer-Akkus bei ihrer ersten Verwendung zu testen. Wenn Sie eine neue Batterie gekauft haben, können Sie die Batterie ein paar Mal zyklieren, um die Langlebigkeit der Batterie zu erhöhen. Dadurch wird das so genannte „Batteriegedächtnis“ bekämpft, bei dem sich die Batterie merkt, wie weit sie zuletzt entladen wurde, und ihre Kapazität künstlich verringert.
Aggressives Fliegen
Schließlich kann es sein, dass Ihre Drohne aufgrund Ihres Flugstils nicht so lange in der Luft bleibt, wie Sie es sich wünschen. Aggressive Flugstile bedeuten, dass die Drohne viel Energie verbraucht, um ihren eigenen Schwung zu überwinden, während sie die Richtung ändert oder langsamer wird.
Dies kann durch die Verwendung eines Sportmodus an der Drohne noch verstärkt werden, der die Drohne dazu veranlasst, sich mit maximaler Beschleunigung zu bewegen, wenn die Joysticks bewegt werden.
Wenn Sie wissen wollen, warum der Akku Ihrer Drohne so schnell leer wird, lesen Sie meinen anderen Artikel, in dem ich alles Wissenswerte über Ihren Lithium-Polymer-Akku sowie eine Anleitung für längere Flüge beschreibe – klicken Sie hier, um zum Artikel zu gelangen.
Sieh dir auch mein YouTube-Video unten an:
Was ist die durchschnittliche Flugzeit einer Drohne?
Die durchschnittliche Flugzeit einer Drohne hängt sehr stark von der Kapazität des Akkus ab. In der folgenden Tabelle habe ich einige der beliebtesten Drohnen, die derzeit erhältlich sind, und die Flugzeiten der einzelnen Drohnen aufgeführt. Beachten Sie, dass es sich bei den Flugzeiten um die vom Hersteller in den technischen Daten angegebenen Zeiten handelt. In der Regel handelt es sich dabei um eine schwebende Position ohne Windausgleich.
Tabelle der gängigen Drohnen und ihrer Flugzeiten
Die durchschnittliche Flugzeit dieser Drohnen beträgt: 31 Minuten.
Natürlich ist diese durchschnittliche Flugzeit von einer Vielzahl von Variablen abhängig, die die Flugzeit einer Drohne erheblich beeinflussen können.
Was ist die maximale Flugzeit für eine Drohne?
Eine der längsten jemals gemessenen Flugzeiten einer Drohne beträgt vier Stunden und 40 Minuten. Wenn man bedenkt, dass eine durchschnittliche Drohne nur eine halbe Stunde lang schweben kann, ist das ziemlich beeindruckend. Dieser Rekord wurde vom spanischen Drohnenhersteller Quaternium aufgestellt. Die Drohne verwendet eine hybride Kraftstoffquelle, die einen Elektro- und einen Verbrennungsmotor umfasst. Der Verbrennungsmotor sorgt dafür, dass die Batterie während des gesamten Fluges aufgeladen bleibt.
Das Ziel des Unternehmens ist es:
Quaternium hat es sich zur Aufgabe gemacht, die fortschrittlichsten Multirotor-UAVs auf dem Markt zu entwickeln. Wir kombinieren Erfahrung und Hightech, um ein bahnbrechendes Produkt zu entwickeln, das den Bereich der Multicopter revolutionieren soll. Mit dieser ultimativen Innovation wird die Flugdauer im Vergleich zu bestehenden Alternativen um das 6-fache erhöht.
Das ist ziemlich beeindruckend, und es ist etwas, das sie anscheinend erreichen konnten. Eines der aktuellen Drohnenmodelle verfügt über einen Zweitakt-Verbrennungsmotor, der ein 95 Oktan +4% Ölgemisch benötigt. Außerdem enthält es eine Lithium-Polymer-Batterie. Sie kann bis zu 10 kg tragen und bei voller Beladung etwa zwei Stunden in der Luft bleiben. Die Reisegeschwindigkeit beträgt 50 km/h bei einer Höchstgeschwindigkeit von 80 km/h.
Das ist eine ziemlich beeindruckende Drohne, die eine Menge potenzieller Anwendungen hat, bei denen Lithium-Polymer-Akkus allein nicht ausreichen.
Wie kann ich meine Drohne länger fliegen lassen?
Wenn du möchtest, dass deine Drohne länger fliegt, kannst du eine Reihe von Maßnahmen ergreifen, um die Flugzeit zu verlängern. Einige davon haben wir bereits im ersten Video behandelt, aber hier sind die Elemente, die du in Betracht ziehen solltest, um die Flugzeit zu verlängern.
Gewichtreduzierung
Werfen Sie einen Blick auf Ihre Drohne und vergewissern Sie sich, dass sie kein Übergewicht hat. Selbst wenn Sie die Drohne mit Aufklebern versehen haben, könnte das Gewicht so hoch sein, dass die Drohne etwas mehr Energie aufwenden muss, um in der Luft zu bleiben.
Vielleicht verwenden Sie Ihre Drohne zum Angeln oder für andere Transportzwecke – wenn Sie sicherstellen, dass Sie das Gewicht der Drohne so gering wie möglich halten, verlängert sich die Lebensdauer der Drohne erheblich. Wenn Sie mehr über Drohnen wissen möchten, die Dinge transportieren können, lesen Sie meinen anderen Artikel, in dem ich alle Innovationen und Drohnen vorstelle, die speziell für den Transport von Gegenständen konzipiert sind – klicken Sie hier, um zum Artikel zu gelangen.
Gesundheit und Wartung des Akkus
Wenn du dich gut um deinen Akku kümmerst und dafür sorgst, dass er richtig gelagert wird, ist deine Drohne im bestmöglichen Zustand, um deine Flugzeiten zu verlängern.
Hier sind einige einfache Tipps, die Sie verwenden können, um Ihre Drohnenbatterien gesund zu halten:
- Halten Sie sie sauber und trocken – lagern Sie Ihre Akkus an einem sauberen und trockenen Ort, an dem keine Feuchtigkeit oder Staub eindringen kann. Wenn der Akku mit Feuchtigkeit in Berührung kommt, können die elektrischen Kontakte korrodieren. Sie können einen Teil der Korrosion mit Isopropylalkohol entfernen, wenn Sie welche finden.
- Lagern Sie sie mit einer Ladung von 30 bis 50 % – lassen Sie Ihre Drohnenbatterie niemals voll aufgeladen, wenn Sie sie für längere Zeit lagern. Bei kurzfristiger Lagerung sollte Ihr Akku auf 60 bis 80% entladen werden. Bei langfristiger Lagerung (mehr als 10 Tage) sollten Sie den Akku zwischen 40 und 60 % lagern. Akkus sollten nicht länger als drei Monate geladen bleiben, da sich die Lebensdauer des Akkus dadurch erheblich verkürzt und er sogar vollständig beschädigt werden kann.
- Kühl lagern – Wenn Sie Ihre Akkus an einem kühlen Ort aufbewahren, entgehen sie der extremen Hitze, die entsteht, wenn Sie sie auf einer Fensterbank usw. liegen lassen. Der Lithium-Polymer-Verbundstoff im Inneren des Akkus wird durch Hitze stark beeinträchtigt, und wenn Sie in einem heißen Klima leben, sollten Sie die Akkus vor extremen Hitzeschwankungen geschützt aufbewahren.
- Frisch geladene Akkus – vergewissern Sie sich kurz vor dem Flug, dass die Akkus Ihrer Drohne für Ihren Flug frisch geladen sind. Auf diese Weise können Sie sicherstellen, dass die Batterien Ihrer Drohne die maximale Ladung für Ihren Flug haben.
Mehr Batterien mitnehmen
Es liegt auf der Hand, aber wenn Sie mehr Akkus für Ihre Flugmission mitnehmen, können Sie mehr Zeit in der Luft verbringen. Es ist eine einfache Lösung für ein weit verbreitetes Problem, und alles, was man dafür braucht, ist ein kleines Budget für einen zweiten oder mehrere Akkus.
Das Mitführen eines weiteren Akkus bedeutet auch, dass Sie fliegen können, während Sie einen der Ersatzakkus aufladen. Achten Sie nur darauf, dass der Akku der Drohne vollständig abgekühlt ist, bevor Sie ihn wieder aufladen.
Fliegen Sie an ruhigen Tagen
Eine weitere Möglichkeit, die Flugzeit zu verlängern, besteht darin, Tage zu wählen, an denen kein starker Wind oder andere Umweltfaktoren herrschen, mit denen die Drohne zu kämpfen hat. Wenn du einen Flugauftrag hast, bei dem du gegen die Zeit ankämpfst, kann es die beste Möglichkeit sein, einen Tag zu warten, bis der Winter abgeklungen ist, damit du sicher sein kannst, dass dein Flugauftrag wie geplant durchgeführt werden kann.
Ich lande gerne mit mindestens 15 % verbleibender Batteriespannung. Das bedeutet, dass ich bei Problemen in letzter Minute sicher zu meinem Landeplatz zurückkehren kann und nicht zu kurz lande. Manchmal kann sich die Windrichtung ändern, was bedeutet, dass die Drohne härter gegen den Wind arbeiten muss, um zum Landeplatz zurückzukehren. Die zusätzlichen 15 % Akku bedeuten, dass Sie einen Fehlerbalken haben, der Sie rettet.
Planen Sie Ihre Flüge
Zu guter Letzt sollten Sie Ihre Flüge gut planen. Ein großer Teil der Flugzeit wird für Strecken verwendet, die nicht nötig sind. Wenn Sie die Drohne in letzter Zeit nicht benutzt haben, sollten Sie sie zu Hause einschalten, damit Sie vor dem Flug prüfen können, ob es Updates gibt, die wertvolle Akkulaufzeit verbrauchen.
Wenn Sie sicherstellen, dass Ihr Flugplan den Akku so effizient wie möglich nutzt, können Sie in der kostbaren Lebenszeit Ihres Akkus auch mehr erreichen.
Batterieforschung – die Zukunft der Drohne
Wie sieht die Zukunft der Drohnenbatterien aus? Angesichts der jüngsten Fortschritte in der Lithium-Polymer-Batterietechnologie ist es schwer vorstellbar, wie die nächste Stufe aussehen wird. Vielleicht wird es eine Batterieinnovation sein, aber es könnte auch etwas anderes sein. Zum Beispiel könnte eine gemischte Brennstoffzelle den Markt dominieren, wie im Video in diesem Artikel zu sehen ist.
In der wissenschaftlichen Literatur ist derzeit viel von kabellosen Drohnenladestationen die Rede. Das bedeutet, dass sich die Batterietechnologie nicht ändert, aber die Art und Weise, wie die Drohne während ihres Fluges aufgeladen wird, ändert sich drastisch.
Kabellose Drohnen-Ladestationen
Eine im Jahr 2016 veröffentlichte Studie gibt uns eine Vorstellung davon, wie diese Technologie aussehen könnte. Das Team hat eine kabellose Ladestation von Quadro zu Drohne hergestellt. Die Station erkennt die Drohne mit Ultraschallsensoren und scannt sie anschließend mit zwei Lasern, um ihre zentrale Koordinate zu bestimmen.
Während des kabellosen Aufladens betrug der vom Empfänger gelieferte Strom 30 mA bei einer Spannung von 5 V, was etwa 65 % der Spannung entspricht, die man beim Aufladen mit einem Kabel erhalten kann. Die durchschnittliche Ladezeit betrug 75 Minuten im Gegensatz zu den 50 Minuten, die für das Aufladen per Kabel erforderlich sind.
Diese Technologie bedarf noch erheblicher Forschungs- und Investitionsanstrengungen, bevor sie zu einer kommerziell nutzbaren Alternative zum Aufladen der Batterien über ein Kabel wird, aber es gab bereits Gespräche über die Nutzung der drahtlosen Energieübertragung zum Aufladen von Drohnen, während sie sich in der Luft befinden.
Wir werden abwarten müssen, was die Zukunft bringt…
Das Schlusswort
Die Flugdauer von Drohnen ist so kurz, weil die Lithium-Polymer-Batterie und das Verhältnis von Leistung zu Gewicht, das diese Batterien erreichen können, ihre Grenzen haben. Eine durchschnittliche Drohne auf Verbraucherniveau fliegt etwa 30 Minuten, was deutlich besser ist als noch vor fünf Jahren.
Sie können Ihre Flugzeiten auch verlängern, indem Sie die Aggressivität Ihres Piloten reduzieren und gleichzeitig Ihren Flugplan und das Gewicht der Drohne berücksichtigen.
Es besteht kein Zweifel, dass es in der Zukunft einige aufregende Technologien gibt – wir müssen nur abwarten, wie diese aussehen werden.