Лазерите вече не служат само за рязане на метал или сканиране на баркодове. Нова технология доказва, че те могат да пренасят използваема електрическа енергия през въздуха, без да е необходим нито един кабел, съобщи сайта за наука и иновации Еarth.com.

Екип от американски учени успя да изпрати електрическа енергия под формата на лазерна светлина на разстояние от близо 8.5 километра (5.3 мили) и да я преобразува обратно в електричество в приемната точка. По време на експеримента са доставени 800 вата мощност в рамките на 30-секунден импулс, като ефективността на по-къси разстояния е била близо 20%.

Революция в преноса на енергия
Електричеството е в основата на съвременния свят – от комуникациите до достъпа до чиста вода. Доставянето на енергия до ръба на бойното поле или до зона на бедствие обаче е бавен, рискован и скъп процес, който разчита на конвои с гориво.

Безжичното предаване на енергия може да промени това, като елиминира дългите вериги за доставки. Технологията би могла да захранва и отдалечени сензори или изследователски станции, които днес разчитат на тежки батерии или генератори.

Как работи технологията за оптично предаване на енергия?
Методът, наречен оптично предаване на енергия, преобразува електричеството в тясно контролиран лазерен лъч, който пътува през въздуха до специализиран приемник.

В приемника параболично огледало – извита отразяваща повърхност, оформена като чиния – фокусира светлината върху фотоволтаични клетки. Те от своя страна превръщат светлината обратно в електрическа енергия. Системата използва и компактна апертура, която "улавя" входящата светлина, така че много малка част от нея да бъде загубена. Този детайл е от решаващо значение, тъй като всяка изпусната светлина е загубена енергия и потенциален риск.

Какво прави този експеримент различен?
Връзката от 8.5 км не е била осъществена в чисто небе. Лъчът е преминал през най-плътната и прашна част на атмосферата, близо до земята, което е най-трудното трасе за чист оптичен лъч. По време на тестовете, проведени на ракетния полигон Уайт Сандс на американската армия, екипът е прехвърлил повече от един мегаджаул енергия.

Ключово нововъведение е приемникът Power Receiver Array Demo (PRAD). Устройството разпределя входящия лъч към десетки слънчеви клетки, така че всяка от тях да поеме част от натоварването. Приемникът е проектиран и изграден за около три месеца и е модулен, което позволява лесното му мащабиране за много по-високи нива на мощност.

Бъдещи приложения и следващи стъпки
Според програмен мениджър в DARPA, постижението на екипа далеч надхвърля всички предишни демонстрации както по мощност, така и по разстояние.

Очевидна цел за ранна употреба са безпилотните летателни апарати (дронове). Приемник на борда на дрон би могъл да получи заряд по време на полет и да остане във въздуха много по-дълго, без да каца за смяна на батерии. По-широкият план на програмата е да се поставят ретранслатори в небето, за да се създадат дълги вериги от енергийни връзки.

Безопасност и ограничения
Технологията има своите предизвикателства. Безопасността на очите, контролът на лъча и качеството на въздуха са от първостепенно значение. Системите включват сензори, предпазни механизми и геозониране, за да се гарантира, че лъчите не застрашават хора или самолети. Турбуленцията и мъглата могат да разсеят светлината и да намалят ефективността, особено близо до земята.

Тази система няма да замени електрическата мрежа. Тя я допълва, като обслужва места, до които кабелите не могат да достигнат бързо или безопасно. При извънредни ситуации временна оптична връзка може да захранва водни помпи, клиники или комуникационни центрове, докато екипите възстановят електропроводите.

Изпращането на стотици ватове на километри през въздуха вече е повтаряема демонстрация. Темпът на напредък изненадва дори експерти, които смятаха,тази технология ще остане в сферата на научната фантастика. Предстои още работа, но вратата към бъдещето на безжичното електричество вече е отворена.