لیزرها فقط برای برش فلز یا اسکن غذا نیستند. آنها می توانند برق قابل استفاده را از طریق هوا بدون سیم منتقل کنند.
یک تیم آمریکایی توانستند الکتریسیته را به شکل نور لیزر در فاصله ای حدود ۸.۵ کیلومتر ارسال کرده و از طرف دیگر آن را دوباره به برق تبدیل کنند. آنها توانستند ۸۰۰ وات توان را در یک پالس ۳۰ ثانیه ای انتقال دهند و بازدهی حدود ۲۰ درصد در فواصل کوتاهتر اندازه گیری شد.
انقلاب برق بی سیم
الکتریسیته همه چیز را از ارتباطات گرفته تا تامین آب تمیز در جریان نگه می دارد. تحویل برق به میادین جنگ یا مناطق بحرانی زمانی که به کامیون های سوخت وابسته است کند، پرخطر و گران است.
با ارسال پاور به صورت بی سیم این مشکل حل می شود. همچنین می‌تواند از سنسورهای راه دور و ایستگاه‌های تحقیقاتی که اکنون به باتری‌ها یا ژنراتورهای سنگین وابسته هستند، پشتیبانی کند.
روش مورد استفاده انتقال انرژی نوری نامیده می شود: الکتریسیته به نور لیزر تبدیل می شود و از طریق هوا به یک گیرنده تخصصی می رسد.
گیرنده چگونه کار می کند؟
در گیرنده، یک سطح صفحه‌مانند منحنی که نور را در یک نقطه متمرکز می‌کند، نور لیزر را به سلول‌های خورشیدی می‌تاباند تا دوباره به برق تبدیل شوند.
همچنین یک دیافراگم کوچک نور ورودی را به دام می اندازد تا نور هدر رفته را به حداقل برساند. این نکته بسیار مهم است، زیرا نور هدر رفته به معنای انرژی از دست رفته و خطر احتمالی است.
چه چیزی این آزمایش را متفاوت کرد؟
مسافت ۸.۵ کیلومتر، مسیر مستقیم به آسمان هموار نبود. بلکه از متراکم ترین و غبارآلودترین قسمت جو نزدیک زمین، سخت ترین مسیر برای نور لیزر عبور کرد.
در طول آزمایش‌ها، تیم بیش از یک مگاژول انرژی را انتقال داد که برای پالس‌های کوتاه مقدار زیادی است. این آزمایش در برد موشکی White Sands ارتش آمریکا انجام شد.
یک پیشرفت مهم گیرنده PRAD بود که نور ورودی را به چندین سلول خورشیدی تقسیم می کند تا هر سلول سهم خود را دریافت کند. این گیرنده قابل ارتقا برای توان های بالاتر طراحی شده است.
کاربردهای الکتریسیته نامرئی: از هواپیماهای بدون سرنشین تا شبکه انرژی
تجهیزات بدون سرنشین، مانند هواپیماهای بدون سرنشین، اولین گزینه های مورد استفاده هستند. گیرنده در یک پهپاد می تواند انرژی دریافت کند و بدون نیاز به فرود برای شارژ مجدد باتری، مدت طولانی تری پرواز کند.
برنامه بلندمدت ایجاد زنجیره های طولانی انرژی در آسمان برای عبور از لایه های بالاتر و فضایی تمیزتر برای بهره وری بیشتر است.
ایمنی، کارایی و محدودیت ها
هیچ فناوری جادویی وجود ندارد. انتقال برق بی سیم محدود است. ایمنی چشم، کنترل تشعشع و کیفیت هوا مهم هستند و سیستم‌ها شامل کرکره‌ها، سنسورها و حصار جغرافیایی هستند.
تلاطم، ذرات معلق و گرما می توانند نور را پراکنده کرده و کارایی را کاهش دهند. انتخاب طول موج مناسب به بهبود اپتیک تطبیقی و مسیرهای کوتاه کمک می کند.
نیروگاه بی سیم در دنیای واقعی
این سیستم جایگزین شبکه برق نمی شود، بلکه آن را تکمیل می کند. به خصوص در مکان هایی که سیم ها نمی توانند برق را به سرعت یا ایمن برسانند.
در مواقع اضطراری، پیوند نوری موقت می تواند پمپ های آب، کلینیک ها یا مراکز ارتباطی را تغذیه کند. در محیط های دفاعی، تعداد کاروان های سوخت کاهش یافته و خطر کاهش می یابد.
آینده برق بی سیم
این پروژه نشان می دهد که چگونه فیزیک، مواد و کنترل به نیازهای واقعی پاسخ می دهند. نور لیزر، آینه سهموی و سلول های خورشیدی مناسب گیرنده ای با اتلاف کم ایجاد می کنند.
ارسال صدها وات برق در چندین مایل هوا اکنون قابل تکرار است و پیشرفت آن مردم را شگفت زده کرده است.
