Установлен новый
рекорд передачи энергии при помощи микроволн
28 апреля 2022
Специалисты Научно-исследовательской лаборатории ВМФ США (US
Naval Research Laboratory, NRL) установили новый рекорд в области
беспроводной передачи энергии на расстояние. Экспериментальная установка
SCOPE-M, развернутая на полигоне US Army Research Field в Мэриленде,
обеспечила передачу при помощи микроволнового излучения 1,6 кВт мощности на
дистанции чуть более одного километра.
Идея беспроводной передачи энергии на большие расстояния
витает в научном сообществе уже более века. К 1970 году эта
технология уже приобрела достаточно зрелый вид и стала ключевым компонентом
технологии, предложенной американским физиком Джерардом
К. О'Нейлом (Gerard K.
O'Neil).
Предложенная технология заключает в себе строительство огромных космических
солнечных коллекторов, преобразователей и излучателей, которые будут передавать
собираемую в космосе энергию на Землю в больших количествах.
Принцип всего этого достаточно прост. Солнечная энергия
преобразовывается в электричество, которое, в свою очередь, преобразовывается в
микроволновое излучение. При помощи излучателей соответствующей формы и
конструкции это микроволновое излучение фокусируется на поверхности приемника.
Конструкция приемника достаточно проста - это массив дипольных антенн
X-диапазона и высокочастотные диоды. Когда электромагнитные волны улавливаются
антенной, переменный электрический ток выпрямляется диодами и превращается в
готовый для дальнейшего использования постоянный ток.
Система беспроводной передачи энергии была разработана в
рамках программы Safe and Continuous Power bEaming - Microwave (SCOPE-M). В
ней используется микроволновый луч, частотой 10 ГГц. Эта частота была выбрана
из-за того, что на такие радиоволны практически не оказывают влияние погодные
условия, во время проливного дождя потери составляют не более 5 процентов. Плюс
к этому, излучение такой частоты, согласно международным нормам, безопасно для
птиц, животных и людей, и система передачи энергии не нуждается в
дополнительных защитных мерах, как, к примеру, подобные системы, построенные на
базе мощных лазеров.
Тестирование системы SCOPE-M производилось в двух местах, на
полигоне US Army Research Field в Блоссом-Пойнт, Мэриленд,
и на экспериментальной площадке Haystack Ultra Wideband Satellite Imaging Radar (HUSIR) Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT). Во время
испытаний в Мэриленде система SCOPE-M продемонстрировала уровень эффективности
в 60 процентов. В Массачусетсе этот уровень эффективности
достигнут не был, зато был получен более высокий средний уровень передачи
энергии, другими словами, было передано большее количество энергии.
Разработчики системы SCOPE-M считают, что дальнейшее
развитие данной технологии приведет к сооружению крупных орбитальных солнечных
электростанций, передающих энергию на Землю непрерывным потоком, 24 часа в
сутки, 365 дней в год. Однако, американское Министерство обороны, которое
финансирует данный проект, видит в системе SCOPE-M потенциал для передачи
энергии подразделениям, действующим на передовой или в отрыве от основных сил,
что избавляет от необходимости организации постоянных поставок топлива и других
энергоносителей.
источник - https://www.atomic-energy.ru/news/2022/04/28/124263