Gata cu cablurile: se poate transmite energie electrică la kilometri distanță folosind un laser

energie

În timpul demonstrației, o parte din energia primită a fost folosită chiar pentru alimentarea unor aparate mici

Receptor de emisie de putere optică, proiectat pentru experiment.

Transmisia wireless a energiei a făcut un pas important cu recenta demonstrație realizată de Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) din Statele Unite, în care a reușit să trimită peste 800 de wați printr-un fascicul laser pe o distanță de 8,6 kilometri, stabilind un nou record.

Acest progres a fost realizat în cadrul programului Persistent Optical Wireless Energy Relay (POWER), care urmărește să depășească provocările istorice ale furnizării eficiente de energie în zone greu accesibile, o problemă critică atât în domeniul militar, cât și în situații de urgență umanitară. Managerul programului POWER, Paul Jaffe, a afirmat că acest test depășește cu mult limitele acceptate anterior pentru transmisia optică de energie.

În timpul experimentului, care a avut loc la Campul de testare a rachetelor White Sands din New Mexico, atât emițătorul, cât și receptorul de energie au fost amplasate la sol. Receptorul, cunoscut sub numele de Power Receiver Array Demo (PRAD), este proiectat ca o sferă care canalizează fasciculul laser printr-o mică deschidere. Odată ajuns în interior, fasciculul se reflectă pe o oglindă parabolică și se distribuie pe o matrice de celule solare fotovoltaice, care transformă lumina în electricitate.

Fascicul laser utilizat pentru aceste experimente.

Deși eficiența conversiei a fost de aproximativ 20%, acest procent este suficient în faza inițială a proiectului. Agenția a subliniat că o parte din energia primită a fost chiar utilizată pentru alimentarea unor aparate mici în timpul demonstrației, ilustrând principiul de funcționare al acestei tehnologii.

O soluție pentru transportul energiei

Principala provocare cu care se confruntă transportul energiei către zone critice este așa-numitul „ultimul kilometru”, unde metodele tradiționale, precum transportul combustibilului sau instalarea de linii electrice, sunt imposibile sau riscante. De aceea, DARPA propune înlocuirea cablurilor cu „linii de transport al luminii”, în care fascicule laser furnizează energie direct acolo unde este necesară. Această metodă ar permite transportul electricității aproape instantaneu, eliminând barierele geografice și operaționale care complică logistica aprovizionării cu energie în zone ostile sau îndepărtate.

Sistemul testat se află încă în prima din cele trei faze de dezvoltare. Obiectivul inițial se concentrează pe extinderea razei de acțiune și creșterea puterii transmise, punând bazele pentru aplicații mai complexe. Pentru viitor, se preconizează că sistemele de transmisie vor evolua până la utilizarea releelor amplasate pe drone de mare altitudine sau pe aeronave convenționale.

Reprezentare artistică a planului de realizare a acestui experiment cu aeronave.

Aceste dispozitive aeriene ar avea capacitatea de a direcționa energia pe distanțe mari și de a ocoli obstacole terestre și atmosferice, reducând și mai mult pierderile de energie pe parcurs și oferind o flexibilitate fără precedent în furnizarea de energie electrică.

Gata cu cablurile: se poate transmite energie electrică la kilometri distanță folosind un laser

Dezvoltarea acestei tehnologii răspunde în mare măsură nevoilor energetice crescânde ale forțelor armate moderne, unde se alocă din ce în ce mai multe resurse pentru furnizarea de energie electrică, combustibil și centrale electrice. După cum a subliniat agenția, transportul energiei în zone de luptă sau de dezastru este lent și costisitor. Cu transmisia fără fir, dependența de aceste lanțuri lungi de aprovizionare scade semnificativ, reducând riscurile și costurile logistice.

Printre obiectivele propuse pentru următoarele faze, DARPA urmărește îmbunătățirea eficienței sistemului, perfecționarea direcției și controlului fasciculului laser și scalarea tehnologiei pentru a transmite până la 10 kilowați de energie optică pe distanțe de până la 200 de kilometri. Între timp, există un proiect de integrare a acestei inovații în inițiative precum energia solară spațială, care vizează colectarea energiei în spațiu și trimiterea acesteia pe Pământ prin intermediul razelor laser, profitând de intensitatea solară mai mare disponibilă în afara atmosferei.

Impactul acestui progres, așa cum a subliniat Paul Jaffe, a motivat deja industria să reconsidere limitele transmiterii de energie, pe măsură ce viziunea înlocuirii cablurilor cu fascicule de lumină se apropie de realitate. Dacă își va atinge obiectivele, programul POWER nu va transforma doar logistica militară, ci și modul în care este furnizată energia în situații de urgență, în zone rurale sau în regiuni în care infrastructura electrică tradițională nu este viabilă.