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29.10.2021

Wie Waldbrand-Erkennung aus dem Weltall funktioniert

In der aktuellen Folge von Editor's Choice ist der österreichische Gründer Thomas Grübler vom Münchner Startup OroraTech zu Gast. Im Podcast erläutert Grübler, wie sein Startup mit Hilfe von Satelliten-Technologie Waldbrände aus dem Weltall erkennt – unter anderem auch den aktuellen Waldbrand im Rax-Gebiet.

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Seit Montag wütet im Rax-Gebiet ein Waldbrand, der für Österreich laut Experten eine sehr große Dimension aufweist. Aktuell stehen rund 120 Hektar Wald in Flammen. Dies entspricht rund einem Viertel der Waldfläche, die hierzulande im Jahresschnitt abbrennt. Im Kampf gegen die Flammen sind zudem über 500 Helfer – davon 400 Feuerwehrleute – im Einsatz.

Um Waldbrände schon frühzeitig zu erkennen, kommen mittlerweile auch satellitengestützte Technologien zum Einsatz. In der aktuellen Folge von Editor’s Choice haben wir beim österreichischen Gründer Thomas Grübler vom Münchner Startup OroraTech nachgefragt, wie Waldbranderkennung aus dem Weltall funktioniert. OroraTech hat ein satellitengestütztes Frühwarnsystem entwickelt und arbeitet weltweit mit staatlichen Behörden aber auch privaten Unternehmen zusammen.

Waldbrand-Erkennung aus dem Weltall

Für Brutkasten Earth hat Grübler aktuelle Aufnahmen vom Waldbrand im Rax-Gebiet zur Verfügung gestellt. Sie stammen exklusiv aus dem Wildfire Detection und Monitoring Service von OroraTech.

Grübler erläutert im Podcast: „Unser System hat in der Tat schon am Montag zu Mittag angeschlagen. Das erste Satellitenbild wurde um 12:46 Uhr aufgenommen.“ Aktuell wird der Brand von rund 20 Satelliten live beobachtet. OroraTech aggregiert dabei die Daten von ESA und NASA und weiteren Wettersatelliten und prozessiert sie anschließend in seinem System. Zum Einsatz kommen Algorithmen, die spezifisch die Signatur von Feuer erkennen und automatisiert Alarm schlagen. „Sofern wir einen Kunden in dem betroffenen Gebiet haben, würde er in weiterer Folge eine Benachrichtigung von uns bekommen“, so Grübler.

In Österreich kommt die Technologie allerdings noch nicht alarmierend zum Einsatz, da die Gebiete laut Grübler in der Regel zu klein sind. Der Waldbrand im Rax-Gebiet bildet aufgrund seiner Dimension eine Ausnahme. Aktuell eignet sich das System eher für große Flächen, die sonst nur schwer zu überwachen wären. Dazu zählen beispielweise Regionen in Südamerika oder Australien, in denen das Startup bereits namhafte Kunden vorzuweisen hat.

100 OroraTech-Nanosatelliten geplant

Um die Waldbrand-Erkennung noch detaillierter zu machen, plant das Startup bis 2026 rund 100 Nano-Satelliten mit eigens entwickelten Wärmebildkameras ins Weltall zu schießen. Das Startup hat hierfür im Sommer 2021 in einer ersten Series-A-Finanzierungsrunde Kapital in der Höhe von 5,8 Millionen Euro aufgenommen. Der erste Satellit soll am 10. Jänner 2022 mit Space X abheben. Zudem arbeitet OroraTech mit dem Satelliten-Unternehmen Spire Global rund um den Österreicher Peter Platzer zusammen, das die Wärmbildkameras in die Nanosatelliten verbaut.

„Mit Hilfe der Wärmebildkameras können wir künftig noch detaillierte Bilder liefern und somit auch neue Kunden- und Geschäftsfelder eröffnen“, so Grübler. In einer ersten Tranche sollen 14 Kameras in den Low Earth Orbit geschossen werden. Zudem steht laut Grübler für nächstes Jahr eine weitere Finanzierungsrunde im zweistelligen Millionenbereich an. Aktuell verfügt das Startup über 51 Mitarbeiter, wobei laufend neue Mitarbeiter gesucht werden.

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Das österreichische Forschungszentrum Silicon Austria Labs (SAL) hat nach eigenen Angaben das weltweit dünnste bidirektionale 11-Kilowatt-Bordladegerät für Elektroautos entwickelt. Die sogenannte „Tiny Power Box 2.0“ ist nur fünf Zentimeter hoch und soll Autoherstellern neue Möglichkeiten beim Einbau bieten. Entwickelt wurde der Prototyp von Forschungsteams in Villach und Graz gemeinsam mit den Industriepartnern Infineon, AVL, TDK, Fronius und MetaSystem. Das Forschungsprojekt hatte ein Volumen von 7,2 Millionen Euro.

Laden und Strom zurückspeisen

Jedes Elektroauto verfügt über einen sogenannten On-Board-Charger. Dieser wandelt den Wechselstrom aus der Steckdose oder Wallbox in Gleichstrom um, den die Fahrzeugbatterie speichern kann. Die Tiny Power Box 2.0 übernimmt dabei gleich drei Funktionen: Sie lädt die Batterie mit bis zu elf Kilowatt, kann Strom aus dem Fahrzeug zurück ins Haus oder öffentliche Netz speisen und versorgt über einen integrierten Wandler auch das 12-Volt-Bordnetz. Darüber werden unter anderem Beleuchtung, Steuergeräte und Infotainment betrieben. Dafür ist bislang häufig ein separates Bauteil notwendig.

Durch die bidirektionale Funktion könnte ein geparktes Elektroauto künftig auch als Stromspeicher dienen. Beispielsweise ließe sich tagsüber erzeugter Solarstrom in der Fahrzeugbatterie speichern und bei Bedarf wieder im Haushalt nutzen.

Mehr Leistung auf weniger Raum

Die größte Herausforderung bei der Entwicklung sei die Wärme gewesen, die beim Umwandeln des Stroms entsteht, heißt es von SAL. Je kompakter das Ladegerät, desto schwieriger wird es, diese abzuführen.

„Bei 50 Millimetern Bauhöhe liegt die eigentliche Herausforderung in der Wärmeentwicklung, die auf sehr kleinem Raum abgeführt werden muss. Wir haben Kühlung, magnetische Komponenten und Isolation deshalb in kombinierten Designprozessen als ein gemeinsames Gesamtsystem simuliert und entwickelt. Nur so lassen sich 11 Kilowatt bidirektional auf engstem Bauraum umsetzen“, erklärt Christian Mentin, Head of Research Unit System-Level Integration Technologies bei Silicon Austria Labs.

Die Entwicklung baut auf einem Vorgängerprojekt aus dem Jahr 2022 auf. Damals hatte SAL bereits ein kompaktes Ladegerät mit sieben Kilowatt Leistung entwickelt. Die neue Generation erreicht elf Kilowatt und kommt dabei mit einer deutlich geringeren Bauhöhe aus.

Forschungsergebnisse für weitere Anwendungen

Nach dreieinhalb Jahren Forschung liegt die Tiny Power Box 2.0 nun als Prototyp vor. Mit fast allen beteiligten Industriepartnern laufen bereits Folgeprojekte. Dabei sollen die entwickelten Technologien auch in anderen Bereichen zum Einsatz kommen, etwa in der Ladeinfrastruktur für Elektromobilität, in industriellen Gleichstromnetzen oder bei der Stromversorgung von Rechenzentren.

Ob und wann die Tiny Power Box 2.0 selbst in Serienfahrzeugen eingesetzt werden könnte, ist derzeit offen. Interesse gibt es laut SAL aber bereits von europäischen und internationalen Autoherstellern.

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