ВМС США успішно передали 1.6 кіловат енергії на кілометрову відстань

Фахівці Науково-дослідної лабораторії ВМФ США (US Naval Research Laboratory, NRL) встановили новий рекорд у галузі бездротової передачі енергії на відстань. Експериментальне встановлення SCOPE-M, розгорнуте на полігоні US Army Research Field в Меріленді, забезпечило передачу за допомогою мікрохвильового випромінювання 1,6 кВт потужності на дистанції трохи більше одного кілометра.

Ідея бездротової передачі енергії на великі відстані витає в науковому співтоваристві вже більше століття. До 1970 року ця технологія вже набула досить зрілого вигляду і стала ключовим компонентом технології, запропонованої американським фізиком Джерардом К. О’Нейлом (Gerard K. O’Neil). Запропонована технологія містить у собі будівництво величезних космічних сонячних колекторів, перетворювачів і випромінювачів, які будуть передавати енергію, що збирається в космосі, на Землю у великих кількостях.

Принцип цього досить простий. Сонячна енергія перетворюється на електрику, яке, своєю чергою, перетворюється на мікрохвильове випромінювання. За допомогою випромінювачів відповідної форми та конструкції це мікрохвильове випромінювання фокусується на поверхні приймача. Конструкція приймача досить проста — це масив дипольних антен X-діапазону та високочастотні діоди. Коли електромагнітні хвилі вловлюються антеною, змінний електричний струм випрямляється діодами і перетворюється на готовий для подальшого використання постійний струм.

Система бездротової передачі енергії була розроблена в рамках програми Safe and Continuous Power bEaming – Microwave (SCOPE-M). У ній використовується мікрохвильовий промінь, частотою 10 ГГц. Ця частота була обрана через те, що на такі радіохвилі практично не впливають погодні умови, під час зливи втрати становлять не більше 5 відсотків. Плюс до цього, випромінювання такої частоти, згідно з міжнародними нормами, є безпечним для птахів, тварин і людей, і система передачі енергії не потребує додаткових захисних заходів, як, наприклад, подібні системи, побудовані на базі потужних лазерів.

Тестування системи SCOPE-M проводилося у двох місцях, на полігоні US Army Research Field у Блоссом-Пойнт, Меріленд, та на експериментальному майданчику Haystack Ultra Wideband Satellite Imaging Radar (HUSIR) Массачусетського технологічного інституту (Massachusetts Institute of Technology). Під час випробувань у Меріленді система SCOPE-M продемонструвала рівень ефективності 60 відсотків. У Массачусетсі цей рівень ефективності досягнутий не був, зате було отримано більш високий середній рівень передачі енергії, тобто було передано більшу кількість енергії.

Розробники системи SCOPE-M вважають, що подальший розвиток цієї технології призведе до спорудження великих орбітальних сонячних електростанцій, що передають енергію на Землю безперервним потоком, 24 години на добу, 365 днів на рік. Проте, американське Міністерство оборони, яке фінансує цей проєкт, бачить у системі SCOPE-M потенціал для передачі енергії підрозділам, що діють на передовій або у відриві від основних сил, що позбавляє необхідності організації постійних поставок палива та інших енергоносіїв.