Bezprzewodowa transmisja energii elektrycznej osiągnęła nowy kamień milowy: Najdłuższy dotychczasowy dystans
Przesyłanie energii elektrycznej bez kabli było marzeniem ludzkości, zwłaszcza po tym, jak Nikola Tesla poświęcił swoje ostatnie dni na pracę w tym kierunku. Od tego czasu również firmy zaczęły poszukiwać technologii, które umożliwią realizację tego celu.
Amerykańska agencja wojskowa Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych Obrony (DARPA) osiągnęła kamień milowy, który pozycjonuje ją jako najbardziej zaawansowaną w tych badaniach. Agencja z powodzeniem przesłała 800 watów na odległość 8,6 km w ciągu 30 sekund, wykorzystując technologię laserową, co odpowiada ilości energii potrzebnej do zasilania kuchenki mikrofalowej lub małej lodówki. Dzięki temu osiągnięciu, program DARPA Persistent Optical Wireless Energy Relay (POWER) ustanowił dotychczasowy rekord maksymalnej odległości transmisji bezprzewodowej.
System wykorzystywał precyzyjnie skupioną wiązkę lasera na podczerwień która została skierowana na kompaktowy odbiornik naziemny. Odbiornik wykorzystywał zwierciadło paraboliczne, aby skupić przychodzące światło lasera na zestawie ogniw fotowoltaicznych (PV), które przekształcały energię lasera w energię elektryczną. Konstrukcja ta została wybrana ze względu na jej prostotę, szybką możliwość produkcji (zbudowana w mniej niż trzy miesiące) i zdolność do utrzymania wyrównania wiązki na dużych odległościach przy minimalnym rozproszeniu lub rozproszeniu atmosferycznym.
System opierał się na adaptacyjnej optyce i mechanizmach sterowania wiązką w celu stabilizacji lasera na dużych odległościach i kompensacji turbulencji atmosferycznych, aby zapewnić skuteczne przechwytywanie energii. Ogniwa fotowoltaiczne zostały zoptymalizowane pod kątem konkretnej długości fali lasera, umożliwiając wydajność konwersji na poziomie około 20%co jest stosunkowo wysokim wynikiem, biorąc pod uwagę odległość transmisji i ograniczenia związane z bezpieczeństwem lasera. Pomimo dużego zasięgu, wiązka zachowała wystarczającą spójność i gęstość mocy, aby przesłać ponad 1 megadżul energii w zaledwie 30 sekund.
Agencja osiągnęła pewne kamienie milowe w tym zakresie, na przykład pod koniec 2024 roku przesłała 230 watów na odległość 1,7 kilometra w ciągu 20 sekund i przetestowała odległość 3,7 kilometra.
Jednak inne firmy również osiągnęły inne kamienie milowe. Firma PowerLight Technologies pokazała transmisję w podczerwieni o mocy 400 watów na odległość 1 kilometra, ale wysyłając energię przez ponad 12 godzin. Podobnie Emrod z siedzibą w Nowej Zelandii przesłał około 2 kilowatów na kilkaset metrów, ale osiągnął wydajność około 97%, wykorzystując technologię mikrofalową.
Co będzie dalej?
Ta demonstracja była częścią Fazy 1 projektu POWER, składającej się z trzech etapów. Agencja pracuje teraz nad udoskonaleniem kierunku wiązki, poprawą korekcji czoła fali i zmniejszeniem strat podczas konwersji.
W przyszłych fazach program ma na celu skalowanie systemu, aby dostarczyć do 10 kilowatów optycznej energii elektrycznej, pokonując odległości do 200 kilometrów. Jest to odpowiednik energii do zasilania małego lub średniego centrum danych, składającego się z około 500 serwerów, które mogą zużywać od 150 do 250 kilowatów.
