Η DARPA κάνει ένα μεγάλο βήμα προς ένα μέλλον όπου τα καλώδια θα αντικατασταθούν από ακτίνες laser, ανακοινώνοντας πρόσφατα ρεκόρ στη μεταφορά ενέργειας χωρίς καλώδια μέσω της τεχνολογίας του προγράμματος Persistent Optical Wireless Energy Relay (POWER). Με φόντο τις ανάγκες στρατιωτικών και ανθρωπιστικών αποστολών για σταθερή και άμεση παροχή ενέργειας, το νέο σύστημα φιλοδοξεί να φέρει επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο μεταφέρεται η ηλεκτρική ισχύς σε απομακρυσμένα ή δύσβατα σημεία.
Η πρόκληση είναι διαχρονική: όσο κι αν έχουν εξελιχθεί οι πηγές ενέργειας, το ζήτημα της αποτελεσματικής μεταφοράς από το σημείο παραγωγής στο σημείο χρήσης – και ιδίως στα τελευταία κρίσιμα μέτρα, γνωστά ως “last mile” – παραμένει. Σε πολλά πεδία επιχειρήσεων, η απουσία γραμμών μεταφοράς ή αγωγών οδηγεί συχνά σε εξαντλητικές προσπάθειες μεταφοράς καυσίμων με τα χέρια. Εδώ είναι που η DARPA παρεμβαίνει, δοκιμάζοντας τεχνολογίες που θα μπορούσαν να αλλάξουν ριζικά το τοπίο.
Το πρόγραμμα POWER εξελίσσει μια τεχνολογία βασισμένη στη μετάδοση ενέργειας μέσω φωτός, συγκεκριμένα μέσω ακτίνων laser, που θυμίζει τη λογική της ασύρματης μετάδοσης δεδομένων. Σε πρόσφατες δοκιμές στο Νέο Μεξικό, το σύστημα πέτυχε νέο ρεκόρ: μεταφορά 800 Watt ενέργειας για 30 δευτερόλεπτα σε απόσταση περίπου 8,6 χλμ. Στις προηγούμενες επιδόσεις του, το σύστημα είχε φτάσει τα 230 Watt σε απόσταση 1.5 χλμ, ενώ είχε δοκιμαστεί και σε μεγαλύτερες αποστάσεις με μικρότερη ισχύ.
Η τεχνολογία στηρίζεται σε μια μονάδα με την ονομασία Power Receiver Array Demo (PRAD), ένα σφαιρικό σύστημα με άνοιγμα που επιτρέπει στο laser να εισέρχεται. Στο εσωτερικό, ο φωτισμός ανακλάται από παραβολικό καθρέφτη και κατευθύνεται προς φωτοβολταϊκά κύτταρα που μετατρέπουν την ακτινοβολία σε ηλεκτρική ενέργεια.
Αν και προς το παρόν η απόδοση της μετατροπής αγγίζει μόνο το 20%, αυτό θεωρείται αποδεκτό σε αυτό το αρχικό στάδιο, καθώς η DARPA εστιάζει στην ισχύ και την απόσταση της μετάδοσης. Στην πορεία, η απόδοση αναμένεται να βελτιωθεί, ειδικά καθώς η τεχνολογία μεταβαίνει από επίγειες εφαρμογές σε εναέρια.
Στόχος του προγράμματος είναι η χρήση ιπτάμενων σταθμών-αναμεταδοτών, όπως drones σε μεγάλο υψόμετρο ή συμβατικά αεροσκάφη, για τη μετάδοση ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις, παρακάμπτοντας εμπόδια όπως κτίρια, πτηνά ή καιρικά φαινόμενα. Ένα βασικό πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι η μείωση των απωλειών στην ατμόσφαιρα, καθώς οι ακτίνες θα κατευθύνονται πάνω από τα πιο πυκνά στρώματα του αέρα.
Το πρόγραμμα βρίσκεται στην πρώτη από τις τρεις φάσεις ανάπτυξης. Αυτή τη στιγμή εξετάζονται ζητήματα ακρίβειας κατεύθυνσης της δέσμης, ρύθμισης έντασης, βελτιστοποίησης του σήματος και ελαχιστοποίησης των ενεργειακών απωλειών στα διάφορα στάδια της μεταφοράς. Μέχρι την τρίτη φάση, ο στόχος είναι να μεταδίδεται οπτική ενέργεια ισχύος 10 κιλοβάτ σε απόσταση περίπου 200 χλμ, χρησιμοποιώντας τεχνολογία τοποθετημένη σε συμβατικά αεροσκάφη.
Όπως δήλωσε ο επικεφαλής του προγράμματος, Paul Jaffe, «αυτή η επίδειξη διέλυσε προκαταλήψεις γύρω από τα όρια της τεχνολογίας μετάδοσης ενέργειας και ήδη δίνει ώθηση στη βιομηχανία να επανεξετάσει τι είναι εφικτό».
[via]
