Was ist eine kabelgebundene Drohne (Tether-Drohne)? Wie kontinuierliche Stromversorgung UAV-Einsätze verändert

In einem Satz: Eine kabelgebundene Drohne ist ein UAV, das über ein leichtes Tether-Kabel mit einer Bodenstation verbunden ist. Das Kabel kann kontinuierlich Strom und bei Bedarf Glasfaserdaten übertragen, sodass das Fluggerät wesentlich länger am Einsatzort bleiben kann als eine reine Akkuplattform.

Die Akkulaufzeit gehört zu den beständigsten Grenzen im Multikopterbetrieb. Eine leistungsfähige Industriedrohne kann hervorragende Kameras, Sensoren, Leuchten oder Einsatzgeräte tragen und muss dennoch landen, sobald ihr Bordakku die Betriebsgrenze erreicht. Für Kartierung oder mobile Inspektion ist das häufig akzeptabel. Soll ein Fluggerät jedoch stundenlang über demselben Standort bleiben, werden wiederholte Akkuwechsel schnell zum betrieblichen Engpass.

Eine kabelgebundene Drohne verändert diese Ausgangslage. Statt die gesamte Einsatzenergie an Bord mitzuführen, erhält sie Strom über ein Tether-Kabel aus Geräten am Boden. Das Konzept klingt einfach, doch ein professionelles Tether-UAV ist ein vollständiges Leistungsübertragungssystem aus Bodenwandlung, Hochspannungsübertragung, Kabelmechanik und bordseitiger DC/DC-Regelung.

Wie die Stromversorgung einer kabelgebundenen Drohne funktioniert

1. Stromwandlung am Boden

Die Bodenstromversorgung nimmt den am Standort verfügbaren Strom auf – meist Wechselstrom aus dem Netz oder von einem kompatiblen Generator – und wandelt ihn in Hochspannungs-Gleichstrom um. Die höhere Übertragungsspannung ist kein Marketingargument, sondern eine technische Maßnahme. Bei gleicher Leistung sinkt mit höherer Spannung der Strom, was Kabelverluste und Leitergewicht begrenzt.

2. Übertragung über ein leichtes Tether-Kabel

Das Tether-Kabel führt Strom vom Boden zum Fluggerät und verbindet beide zugleich mechanisch. Je nach Einsatz enthält es nur Stromleiter oder kombiniert elektrische Leiter mit Glasfaser. Die Kabelauslegung umfasst deshalb elektrischen Widerstand, Isolierung, Zugfestigkeit, Gewicht, Biegeverhalten, Windlast und Windenkompatibilität – nicht nur die Kabellänge.

3. Stromwandlung an Bord

Der am Fluggerät ankommende Hochspannungs-Gleichstrom muss in die für das UAV-Bordnetz erforderliche Spannung gewandelt werden. Das Bordmodul übernimmt diese DC/DC-Wandlung und muss auf Akku-Äquivalenzspannung, Dauerlast, kurzzeitigen Spitzenbedarf und Kühlbedingungen abgestimmt sein. Eine Anforderung von 5 kW bei einer Bordnetzspannung ist nicht automatisch mit 5 kW bei einer anderen austauschbar.

Anforderungen an die Konfiguration: Für die erste Konfiguration erfassen wir Fluggerätespannung, tatsächliche Dauerleistung, Spitzenleistung, MTOW, reale Einsatznutzlast, Arbeitshöhe, Standorthöhe und Anforderungen an die Datenverbindung. So wird eine nominelle kW-Angabe nicht mit einer vollständigen Systemspezifikation verwechselt.

Was ist ein Tether-Kabel für Drohnen?

Ein Tether-Kabel für Drohnen ist das Kabel, das eine kabelgebundene Drohne mit ihrer Bodenstromversorgung verbindet. Es führt dem Fluggerät elektrische Energie zu und stellt zugleich die physische Verbindung zwischen beiden her.

Was das Tether-Kabel überträgt

Bei gleicher übertragener Leistung bedeutet eine höhere Spannung einen geringeren Strom. Das senkt die Widerstandsverluste und ermöglicht ein leichteres Kabel, was wichtig ist, weil das Fluggerät das Tether-Kabel tragen muss. Ein Tether-Kabel kann außerdem Stromleiter mit Glasfaser für die kabelgebundene Datenübertragung kombinieren. Glasfaser ist nicht bei jedem Gerät Standard: Beim TP-T36 ist die Datenübertragung eine kundenspezifische Konfiguration.

Wie es Bodenstromversorgung und Bordmodul verbindet

Die Bodenstromversorgung wandelt den Wechselstrom des Standorts in Hochspannungs-Gleichstrom für das Tether-Kabel um, und das Bordmodul wandelt diese Spannung in die vom Fluggerät benötigte Spannung. Das Tether-Kabel verbindet beide, und sein Widerstand, sein Gewicht und seine Anschlüsse beeinflussen ebenfalls, wie sie aufeinander abgestimmt werden. In unserem System TP-Matrice M350 für DJI Matrice 300/350 liefert die Bodeneinheit 400 VDC über ein 110 m langes Tether-Kabel an ein Bordmodul, das 380–410 VDC aufnimmt und 48 VDC bei 2500 W liefert.

Was das Tether-Kabel begrenzt

• Arbeitsbereich. Kabellänge und Standortaufteilung legen einen planbaren Arbeitsbereich fest, daher sind kabelgebundene Drohnen in der Regel für ortsfeste Einsätze oder Einsätze in einem begrenzten Radius gedacht.

• Höhe. Die Kabellänge entspricht nicht der Flughöhe. Kabelführung ab der Kabeltrommel, Kabelwinkel, Durchhang, Wind, Bodenfreiheit und Sicherheitsreserve erfordern jeweils zusätzliche Kabellänge. Für das TP-T36 mit seinem 120-m-Kabel beträgt die empfohlene maximale Flughöhe 100 m; sie berücksichtigt den schrägen Kabelverlauf und eine Reserve an Sicherheitslänge.

• Leistung. Ein längeres Kabel erhöht Widerstand, Wärmeentwicklung und Spannungsabfall, sodass die nutzbare Leistung möglicherweise reduziert oder das System neu ausgelegt werden muss.

• Vorschriften. Ein Tether-Kabel hebt lokale Anforderungen nicht auf. Standortgenehmigungen und luftrechtliche Anforderungen hängen weiterhin von der jeweiligen Rechtsordnung ab, und für Genehmigungen ist in der Regel der örtliche Betreiber, der Kunde oder ein autorisierter lokaler Partner verantwortlich, sofern nichts anderes vertraglich vereinbart ist.

Einzelheiten zu Ihrer Anfrage finden Sie in unseren Leitfäden zu Kabellänge und Einsatzhöhe und zu Übertragungsspannung und Kabelverlust (auf Englisch).

Was ändert eine kontinuierliche Bodenstromversorgung tatsächlich?

Der sichtbarste Vorteil ist die Flugdauer. Wichtiger für den Betrieb ist jedoch die Kontinuität. Ein Tether-UAV kann in einem definierten Bereich bleiben, ohne den wiederholten Zyklus aus Landung, Akkuwechsel und Neustart, der reine Akkueinsätze unterbricht.

• Längere Verweildauer für Überwachung, Beleuchtung, Kommunikation und weitere ortsfeste Aufgaben.

• Längerer Betrieb elektrisch anspruchsvoller Nutzlasten, ohne ausschließlich von der Bordakkukapazität abhängig zu sein.

• Weniger Unterbrechungen durch Akkuwechsel und kürzere Einsatzausfallzeiten.

• Ein planbarer Arbeitsbereich, definiert durch Kabellänge und Standortaufteilung.

• Optionale Glasfaserkommunikation für Einsätze mit kabelgebundener Datenübertragung oder geringerer Funkabhängigkeit.

Wo kabelgebundene Drohnen besonders sinnvoll sind

Dauerüberwachung

EO/IR-Kameras und andere Sensoren profitieren häufig stärker von einer dauerhaft erhöhten Position als von großer horizontaler Reichweite. Eine Tether-Plattform kann einen erhöhten Beobachtungspunkt halten und dabei kontinuierlich Strom vom Boden erhalten.

Notfall- und temporäre Luftbeleuchtung

Eine über Fahrzeugen, Mauern, Vegetation und anderen Bodenhindernissen positionierte Lichtquelle schafft für temporäre Standorte einen nützlichen Beleuchtungswinkel von oben. Tragbare Tether-Beleuchtungssysteme sind besonders interessant, wenn Teams schnell einsatzbereit sein müssen, ohne einen herkömmlichen Lichtmast aufzubauen.

Fassaden- und Industriereinigung

Reinigungseinsätze können ein Stromversorgungskabel mit einem separaten Wasserschlauch kombinieren. Kontinuierlicher Strom versorgt das Fluggerät, während Bodenpumpen das Reinigungsmedium bereitstellen. Dadurch sind längere Arbeitszyklen als im reinen Akkubetrieb möglich.

Kommunikationsrelais und funksensible Einsätze

Ein Tether-UAV kann Antennen, Repeater oder Kommunikationsnutzlasten in der Höhe halten. Wo eine stabile kabelgebundene Datenverbindung erforderlich ist, kann ein Strom-Glasfaser-Hybridkabel optische Daten und elektrische Energie gemeinsam übertragen.

UAV- und leichte eVTOL-Erprobung

Entwicklungsteams können Tether-Stromversorgung für kontrollierte Schwebe-, Ausdauer-, Antriebs- und Flugregelungstests verwenden. Ziel ist kein unbeschränkter Flug, sondern wiederholbare Erprobung in einem definierten Bereich mit stabiler Stromquelle.

Kabelgebundene Drohne und frei fliegende Drohne im Vergleich

Kabelgebundene und akkubetriebene Drohnen lösen unterschiedliche Aufgaben, daher entscheidet der Einsatz darüber, welche besser passt.

Den vollständigen Vergleich, einschließlich Nutzlast und Einsatzvorbereitung, finden Sie unter Tether-Drohne oder Akkudrohne.

Wann eine kabelgebundene Drohne nicht das richtige Werkzeug ist

Tether-Systeme ersetzen nicht jedes akkubetriebene UAV. Ihre Stärke liegt dort, wo Ausdauer wichtiger ist als Mobilität. Für großflächige Kartierung, Inspektion über lange Distanzen, Patrouillenrouten und ständige horizontale Bewegung über weite Strecken eignet sich meist eine herkömmliche Akkudrohne besser.

Eine weitere Grenze ist wichtig: Kontinuierlicher Bodenstrom bedeutet nicht, dass das Fluggerät selbst unbegrenzt arbeiten kann. Motoren, Lager, Kühlsysteme, Elektronik, Witterung und Wartungsintervalle bleiben relevant. Professioneller Tether-Betrieb verlangt dieselbe Sorgfalt wie jeder andere industrielle UAV-Einsatz.

Wie wir kabelgebundene UAV-Systeme entwickeln

Wir entwickeln Tether-Stromversorgungslösungen passend zu Fluggerät und Einsatz, statt jedes UAV in eine Standardkonfiguration zu zwingen. Die erforderliche Architektur verändert sich mit Fluggerätespannung, Leistungsniveau, Kabellänge, verfügbarer Nutzlast, Bodenstrom, Umgebungsbedingungen und Kommunikationsbedarf.

Dieser technische Ansatz unterstützt Beleuchtung, Überwachung, Reinigung, industrielle Erprobung, DJI-Plattformintegration sowie leistungsstärkere Notfall- oder Schwerlastaufgaben. Das gemeinsame Prinzip ist einfach: Die gesamte Stromversorgungskette muss von Ende zu Ende abgestimmt sein.

Häufige Fragen

Kann eine kabelgebundene Drohne unbegrenzt fliegen?

Die Bodenstromversorgung kann die übliche Begrenzung durch Akkuzyklen aufheben. Die tatsächliche Einsatzdauer hängt jedoch weiterhin von Fluggerät, Motoren, thermischen Bedingungen, Wetter, Wartung und Standortverfahren ab.

Kann ein Tether-Kabel sowohl Strom als auch Daten übertragen?

Ja. Ein Hybridkabel kann Glasfaser mit Stromleitern kombinieren, wenn der Einsatz eine kabelgebundene Datenübertragung erfordert.

Wie hoch kann eine kabelgebundene Drohne fliegen?

Es gibt keine allgemeingültige Höhe. Die praktisch erreichbare Höhe hängt von Kabelgewicht, elektrischen Verlusten, Nutzlastreserve, Wind, Leistungsbedarf und ausgewählter Systemarchitektur ab.

Welche Angaben werden zur Systemauswahl benötigt?

Beginnen Sie mit Akkuspannung, Dauer- und Spitzenleistung, MTOW und Einsatznutzlast, erforderlicher Höhe, Einsatzhöhe über dem Meeresspiegel oder Temperatur, Bodenstromversorgung und einem möglichen Glasfaserbedarf.

Kontakt zu TethPower

Für eine zügige erste Empfehlung senden Sie uns bitte Fluggerätemodell, Akkuspannung, Dauer- und Spitzenleistung, erforderliche Arbeitshöhe oder Kabellänge sowie das Bestimmungsland.