Hightech-Antrieb schont Ressourcen in der Landwirtschaft

Landwirte müssen sich robust aufstellen: Die Auflagen im Rahmen des Klimaschutzes werden strenger, gleichzeitig gilt es eine steigende Weltbevölkerung – oft unter Extrembedingungen bei Wetter und Topografie – möglichst nachhaltig zu ernähren. Ein wichtiger Teil der Antwort auf diese existenziellen Herausforderungen ist das Smart Farming: Höchste Effizienz in der Nahrungsproduktion, durch gezielten Einsatz neuester Technologie, rechnergestützt und möglichst vollautomatisch. Saatkörner werden einzeln und präzise platziert; Früchte von maschinellen Greifern vorsichtig gepflückt; Dünger und Pflanzenschutzmittel in kleinen Dosen gezielt ausgebracht. Dabei werden viele kleine Elektromotoren benötigt, die zugleich robust und leistungsstark sind.

Quantencomputer, Elektromobilität, Raumfahrttourismus; Technologiedebatten drehen sich oft um diese Themen, selten steht die Landwirtschaft im Fokus. Dabei soll sie zuverlässig eine exponentiell wachsende Menschheit ernähren. Alle fundierten Bevölkerungsprognosen sagen voraus, dass die Menschheit in diesem Jahrhundert auf neun bis zehn Milliarden Köpfe anwachsen wird. Die Erde bietet das Potenzial, auch diese große Zahl von Menschen mit ausreichend Nahrung zu versorgen. Die Landwirtschaft steht hier allerdings vor einer riesigen Herausforderung. Ackerbau und Viehzucht müssen mehr produzieren, ohne die lebenserhaltenden Ressourcen zu gefährden. Fruchtbarer Boden, sauberes Grundwasser und eine intakte Natur sind kostbare Rohstoffe. Sie müssen unbedingt geschont werden.

"In der herkömmlichen Landwirtschaftstechnik sind mechanische Übersetzungen und pneumatische Antriebe weit verbreitet", erklärt Kevin Moser, der beim Hightech-Anbieter Faulhaber als Business Development Manager für Anwendungen in dieser Branche zuständig ist. "Für die kleinteiligeren Systeme des Smart Farming sind diese oft zu schwer, zu klobig, mechanisch zu komplex und zu wenig energieeffizient. Wir beobachten deshalb, dass immer mehr elektrische Kleinmotoren verwendet werden, um die Kraft für gezielte Arbeitsschritte zu liefern. Die Antriebe müssen in einer Agrar-Umgebung allerdings oft hohe Anforderungen erfüllen." Anders als die traditionellen Großgeräte sind die Maschinen und Komponenten des Smart Farming in der Regel kompakter und leichter. Das heißt, dass die Motoren oft nur wenig Platz bekommen. Trotzdem müssen sie als Antriebe von Saatscheiben, Klappen, Greifern, Roboterarmen oder Scheren genug Kraft liefern, um die jeweilige Aufgabe in zahllosen Zyklen zuverlässig zu erledigen. Zugleich sollen sie hocheffizient arbeiten, denn die autonomen Einheiten beziehen ihre Energie meist aus Akkus mit begrenztem Stromvorrat. Außerdem muss die Antriebselektronik in vernetzte Strukturen eingebunden werden können und eine intelligente Steuerung möglich machen.

"Das sind typische Anforderungen an Antriebssysteme der Spitzenklasse; die passenden Antworten gehören bei Faulhaber zum Standard", sagt Kevin Moser. "Darüber hinaus müssen die Antriebe in der landwirtschaftlichen Umgebung aber auch in höchstem Maße robust sein, damit sie selbst unter härtesten Bedingungen zuverlässig und dauerhaft funktionieren. Große Temperaturschwankungen und starke mechanische Belastungen sind in Landwirtschaft und Gartenbau gang und gäbe. Und dennoch dürfen bei den Innovationen die Kosten nicht aus dem Blick geraten. Wir bieten mehrere Geräteserien an, denen dieser Spagat gelingt."

Viele Anwendungen existieren vorerst nur als Studien oder Prototypen. Es gibt Smart Farming aber auch schon in bewährter Praxis, so zum Beispiel bei der gezielten Einzelkornaussaat. Sie wurde ursprünglich für die Forschung und Saatgutzüchtung entwickelt. Die entsprechenden Maschinen können einzelne Saatkörner in genau definierten Abständen ausbringen. Jede Pflanze bekommt genug Platz zum Wachsen, die Fläche wird optimal ausgenutzt. Zugleich wird das kostbare Saatgut mit höchster Sparsamkeit verwendet.