To była najbardziej znacząca demonstracja związana z elektrycznością od prawie 50 lat. Zespół naukowców z Laboratorium Badawczego Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych (NRL) udowodnił, że można przesyłać prąd na odległość. Amerykanie zademonstrowali wykonalność transmisji mikrofalowej, przesyłając 1,6 kilowata (kW) mocy na odległość 1 kilometra.
Projekt, nazwany Safe and COntinuous Power bEaming – Microwave (w skrócie SCOPE-M), został sfinansowany przez Biuro Podsekretarza Obrony ds. Badań i Inżynierii z Operacyjnego Funduszu Poprawy Zdolności Energetycznych. SCOPE-M jest zbudowany z dziesiątek tysięcy anten pasma X. Każda z tych anten jest podłączona do małej diody prostowniczej, która przekształca padające na nią promieniowanie mikrofalowe w prąd stały.
Prąd na odległość – jesteśmy coraz bliżej
Zespół NRL pod kierownictwem Christophera Rodenbecka, szefa Advanced Concepts Group, sprawdził praktyczność mikrofalowego przesyłu energii. Naukowcy przesłali 1 kW energii elektrycznej na odległość 1 km za pomocą wiązki mikrofal o częstotliwości 10 gigaherców (GHz). W ramach projektu SCOPE-M zademonstrowano przesyłanie energii w dwóch miejscach. Pierwszym z nich był poligon badawczy armii amerykańskiej w Blossom Point w stanie Maryland, a drugim – ultraszerokopasmowy satelitarny radar obrazujący (Haystack Ultrawideband Satellite Imaging Radar, HUSIR) w Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Częstotliwość 10 GHz została wybrana ze względu na możliwość transmisji nawet w ulewnym deszczu przy utracie mocy mniejszej niż pięć procent, a także ze względu na bezpieczeństwo ptaków, zwierząt i ludzi. W testach w Maryland zespół przekroczył założony cel o 60 procent, przesyłając 1,6 kW na odległość nieco ponad 1 km. W Massachusetts nie uzyskano takiej samej mocy szczytowej, ale za to średnia moc była znacznie wyższa, co pozwoliło dostarczyć więcej energii.
Demonstracja technologii SCOPE-M otwiera drogę „do przesyłania energii na Ziemi, w kosmosie i z kosmosu na Ziemię przy wykorzystaniu gęstości mocy mieszczących się w granicach bezpieczeństwa określonych przez międzynarodowe instytucje normalizacyjne”. Rodenbeck stwierdził, że „power beaming” jest najbardziej ekologiczną technologią, jaką można wymyślić. W przeciwieństwie do innych źródeł czystej energii, prąd przesyłany z kosmosu na Ziemię może być dostarczany w sposób ciągły, 24 godziny na dobę, siedem dni w tygodniu, 365 dni w roku.
Prąd na odległość rozwiązuje wiele logistycznych problemów
Warto wspomnieć, że naukowcy na całym świecie od lat intensywnie pracują nad wynalezieniem źródła prawdziwie czystej energii. O najbardziej obiecujących projektach pisaliśmy na naszym blogu, na przykład w tekście „Synteza jądrowa – kolejny, tym razem europejski rekord”.
Dr Brian Tierney, inżynier elektronik projektu SCOPE-M, powiedział, że „chociaż SCOPE-M był naziemnym łączem do przesyłania energii, stanowił dobry dowód słuszności koncepcji kosmicznego łącza do przesyłania energii. Główną korzyścią dla Departamentu Obrony będzie zmniejszenie zależności od dostaw paliwa dla wojska”. Dostawy takie są często narażone na ataki przeciwnika, co możemy zresztą obserwować w trakcie rosyjskiej agresji na Ukrainę.
Amerykańska armia nie ustaje w opracowywaniu innowacyjnych rozwiązań, które potem doskonale sprawdzają się „w cywilu”. Dlatego warto śledzić czym wojskowi naukowcy się zajmują. Na naszym blogu już o tym pisaliśmy, na przykład w tekście „Telemedycyna i technologia 5G zmieniają reguły gry dla ochrony zdrowia w wojsku”.
Źródło: InceptiveMind i U.S. Naval Research Laboratory