Americké námořnictvo přeneslo mikrovlnami 1,6 kW na vzdálenost přes 1 km  
Pozoruhodný úspěch odborníků US Navy přináší průlom v technologiích přenosu energie na dálku. V rámci projektu Safe and Continuous Power bEaming – Microwave (SCOPE-M) přenesli energii pomocí paprsku mikrovln o frekvenci 10 GHz na vzdálenost přes 1 kilometr. S touto technologií bude možné posílat energii z orbitálních solárních elektráren na Zemi i jednotkám v terénu.
Mikrovlnný vysílač projektu SCOPE-M v experimentu. Kredit: NRL.
Mikrovlnný vysílač projektu SCOPE-M v experimentu. Kredit: NRL.

Myšlenka bezdrátového přenosu energie na velkou vzdálenost není nová. Objevila se asi před sto lety a od té doby se na ní pracuje. Princip je přitom prostý. Nejprve je elektřina přeměněna na mikrovlny, které jsou v podobě úzkého svazku vyzářeny na přijímač, v tomto případě rektenu. Když je rektena zasažena mikrovlnami, vytváří stejnosměrný elektrický proud.

 

Logo. Kredit: NRL.
Logo. Kredit: NRL.

Technologie přenosu energie se nejprve potýkala s pochybnostmi a nedůvěrou. Pak se ukázalo, že tahle technologie je překvapivě účinná. Pentagon oslovil tým Christophera Rodenbecka, šéfa výzkumné skupiny Advanced Concepts Group při Naval Research Laboratory (NRL), aby v rámci projektu Safe and Continuous Power bEaming – Microwave (SCOPE-M) zjistili, jak je tahle technologie praktická využitelná.

 

V dolní části přijímací antény je umístěna čtvercová rektena projektu SCOPE-M. Kredit: NRL.
V dolní části přijímací antény je umístěna čtvercová rektena projektu SCOPE-M. Kredit: NRL.

Tým použil paprsek mikrovln o frekvenci 10 GHz v experimentech na dvou lokalitách – US Army Research Field na Blossom Point, stát Maryland a vysílač radaru Haystack Ultra Wideband Satellite Imaging Radar (HUSIR) v areálu institutu MIT, stát Massachusetts. Frekvence mikrovln byla vybrána kvůli tomu, aby bylo možné s touto technologií přenášet energii i při intenzivním dešti se ztrátou energie méně než 5 procent.

 

Také je v rámci mezinárodních standardů bezpečná pro ptáky a další zvířata, včetně lidí. To znamená, že tento systém nemusí být vybavený automatickým vypínáním, na rozdíl od dosavadních laserových systémů pro přenos energie.

 

Při testech v Marylandu dosáhl mikrovlnný systém účinnosti 60 procent. V Massachusetts to bylo méně, ale systém pracoval při vyšší celkové úrovni přenášené energie, takže přenesl více energie než v Marylandu.

 

Technologie SCOPE-M by mohla být časem využita k přenosu energie z velkých orbitální solárních elektráren dolů na Zemi. Byla by dostupná nepřetržitě, dnem i nocí. Už dnes se ale nabízí řada zajímavých využití. Pentagon počítá s tím, že by taková technologie sloužila k rychlým dodávkám energie vojenským jednotkám v terénu, což by podstatně omezilo nutné transporty paliv. Stejně tak ji ocení výzkumné týmy, těžaři a podobné profese.

 

Video: Future of Microwave Power Beaming

 

Literatura

New Atlas

Datum: 23.04.2022
Tisk článku

Související články:

Ohebná 2D anténa vyrábí z Wi-Fi signálů elektřinu     Autor: Stanislav Mihulka (30.01.2019)
Na Novém Zélandu připravují komerční dálkový bezdrátový přenos energie     Autor: Stanislav Mihulka (04.08.2020)
3D tištěná rektena využívá 5G sítě jako zdroj energie     Autor: Stanislav Mihulka (30.03.2021)
Ericsson a PowerLight vyvíjejí výkonný systém pro bezdrátový přenos energie     Autor: Stanislav Mihulka (05.10.2021)



Diskuze:

Joule

Karol Kos jr.,2022-04-25 20:32:04

By bylo zajímavý a férový, kdyby taky napsali kolik joulů tím bazmekem dokázali protlačit.
Jako kilo/mega...peta watama se prsí kdejakej lejzr, kilowaty vysílá kdejaký rádio.
Jinak ve videu jenom bláboly. A teda ten jejich předpoklad, že je to bezpečný se mi taky nezdá. Dyť to má výkon skoro jak mikrovlnka a ta uvnitř rozhodně bezpečná nejni...

Odpovědět

jako pro ty výzkumné týmy v pustině snad

Eva M,2022-04-25 15:30:56

ale jinak - pokud je problém s dálkovým přenosem elektřiny, pak by asi bylo nejlépe, kdyby našli chemici něco, co lze syntetizovat na pouštích a pod., kam svítí "zbůhdarma", poté převézt a jinde spotřebovat v exotermní reakci.

Odpovědět

Nahradni slunce

Petr Zaloha,2022-04-24 15:46:41

Transfer energie slunecnim zarenim funguje absolutne bezpecne. Ted jeste najit nejaky zpusob generovat podobne zareni ktere by nas zasobovalo i v noci. Problem se zatazenou oblohou by to sice nevyresilo, ale i tak by byl prijem dvojnasobny. Treba by stacily nejake reflektivni folie ktere by odrazely slunecni svit i v noci. A pak by se nemuselo ani svitit.

Odpovědět


Re: Nahradni slunce

Petr Zaloha,2022-04-24 15:48:41

K vyrazeni avioniky staci pustit nekolik predelanych mikrovlnek. Kdo vi kolik mikrovlnek rusove nasbirali na srotisti.

Odpovědět

Jozef Vyskocil,2022-04-24 08:43:04

60 % je fantastické číslo. Rusi majú niečo podobné v arzenáli. Ochromili tým F35 v Sýrii a hovorí sa aj o inom.

Odpovědět


Re:

Vít Výmola,2022-04-24 22:39:53

Až budete někdy příště mít potřebu sdělovat takové pitomosti, tak je odzdrojujte. Abysme se mohli i my ostatní pobavit tím, z jakých odporných a zaručeně nestranných zdrojů jste je načerpal.

Odpovědět

chápu to správně,

Eva M,2022-04-24 08:22:42

chápu to správně, že se konečně blíží ta doba, kdy budou doslova padat z nebe pečení holubi a jiné ptactvo? :)

Odpovědět

Ucel sa da spresnit

Macko Pu1,2022-04-23 22:37:24

Existuje vyvoj nesmrtiacich zbrani proti demonstrantom, toto jednu vemi napadne pripomina.

Odpovědět

Ztraceno v překladu

Emil Novák,2022-04-23 20:16:02

Energie se neměří v kilowattech - z videa vyplývá, že jde o maximální přenesený výkon, zároveň tam totiž uvádějí, že v druhé lokalitě to bylo méně, ale zase s vyšším průměrným výkonem. Ke zmiňovanému přenášení energie z orbitální stanice je ale ještě hodně daleko, když mají na jeden kilometr více než 98,4% ztráty...

Odpovědět


Re: Ztraceno v překladu

Vojta Ondříček,2022-04-24 04:49:41

Také si vždy povzdechnu nad faktem, že mnoho lidí nerozlišuje mezi pojmy výkon a energie. Přitom je to jednodušší, než násobilka.
V článku uvádějí 60% účinnost, ale zase ne, jestli kráčí o kompletní účinnost dannou potřebným el. příkonem na bezdrátový transport energie k získanému el. výkonu na výstupu 1 kilometr vzdáleného přijímače.
No a to že se už hodně přes 100let přenáší bezdrátově (elektromagneticky) energie je známo. Už jako dítě jsem si to ověřoval pokusy s kristalkou a sluchátkem. To akorát Tesla, nemaje patřičné vzdělání, si myslel, že lze přenášet el. energii z niagarské elektrárny do New Yorku a slíbil prostoduše, že bude niagarskou elektrárnou pohánět i elektrospotřebiče celosvětově, tedy i přes Atlantik v Evropě.

Ta sci-fi vize slunečních elektráren na geostationérních pozicích přenášející energii via mikrovlnné záření do pozemních stanic také není nová. Zní to krásně, ale nadšenci si neuvědomují s tím spojené a prozatím neřešitelné problémy. Nepřetržitý proud energie z takové sluneční elektrárny bude v době rovnodennosti přerušen na 1,15 hodiny denně a sice o půlnoci, ale to jsou jen zanedbatelné detaily.

Odpovědět


Re: Re: Ztraceno v překladu

Radim Polášek,2022-04-24 07:58:31

Tak jakmile to nebude 1 kilowatt pro pohon dronu nebo počítače, ale energie nutná pro lidstvo v nějakém regionu, to znamená výsledné výkony megawattů až terawattů přijímaných na zemím tak stejně prostor toho přenosu bude muset být totálně uzavřená oblast.Hustota přenosu bude nejspíš muset být taková, že cokoliv, co se dostane do toho paprsku, bude bez ohledu na jinak minimální ztráty a maximální účinnost, zničeno vysokou teplotou.

Odpovědět


Re: Re: Re: Ztraceno v překladu

Vojta Ondříček,2022-04-24 18:21:13

Přesně tak, přijímaná energie o výkonech kolem 1 GW by byla docela hrozbou, proto by hustota výkonu asi nesměla pkřekročit 1kW / m², tedy obnášet zhruba to, co sluneční záření. 1 GW by pak musel být rozptýlen na plochu 1 km² a přijímací anténa by byla tedy dost velká. To by na Zemi nebyl velký problém, ve Vesmíru ale ano.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Ztraceno v překladu

Jiří Kocurek,2022-04-24 19:44:52

Na Zemi by to byl problém. Ptactvo, které do toho prostoru vletí, bude bez šance a mrtvé.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Ztraceno v překladu

Jan Novák9,2022-04-25 10:09:05

To spíš naopak. Daleko větší problém by asi byl aby se paprsek nerozpliznul na plochu větší než kilometr. Z geostacionární dráhy to vůbec není blízko. Každý energetický svazek se rozbíhá takže vysílací anténa na velkou vzdálenost ani nemůže mít stejnou plochu jako přijímací.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Ztraceno v překladu

Marek Fucila,2022-04-26 00:24:19

Geostacionárna dráha je síce ďaleko, ale pri troche fantázie by to mohol byť dynamickejší systém. Niečo ako Starlink. Množstvo malých elektrárničiek na nízkych obežných dráhach, ktoré by striedavo žiarili na pozemné stanice, prípadne si posielali energiu medzi sebou zo slnečnej strany do tieňa.
Teda za predpokladu, že by ten prenos vôbec rozumne fungoval...

Odpovědět


Re: Re: Ztraceno v překladu

Emil Novák,2022-04-24 17:41:18

Právě ve videu zmiňují, že použili 100 kW zesilovač, tak to na 60% účinnost moc nevypadá...

Odpovědět


Re: Re: Re: Ztraceno v překladu

Josef Hrncirik,2022-04-25 10:36:37

Bylo to HI-FI

Odpovědět


Babylonské zmatení jazyků. Vše tajné bude vykřičeno na Majdanech nebo stačí se podívat na 10.1109/JMW.2021.3130765

Josef Hrncirik,2022-04-25 18:40:18

Zatracený!!! zkřivený!! překlad! § 10 let! Pravda a Volná Láska s Vítězi.
Parabolická anténa průměru 5,4 m (ohniskové délky 2 m s posuvným ozařovačem (zaostřením) 91,2 kW MW přenesla na 1024 m výkon 1,6 kW do 4 m2 rectenna (usměrnění RF 9,7 GHz to DC zachová 73% energie), ale trip DC-MW-DC jen 1,8%.
Interakce ?blízkého pole s terénem zvýšila hustotu energie v cíli o 2,3 dB. Těžiště paraboly bylo cca 3,7 m nad terénem, rectenny 5. Terén protínal osu spojení cca převýšením 1,5m nejasnou luční vegetací dle mapy, dle foto však spíše přímý dohled bez omezení z celé paraboly.
MW byly z 100 kW magnetronových pulzů 1 us 604 Hz (to ale není 91,2 kW!).
2. test použil 36,6 m průměr parabolu radaru HUSIR 10,5 GHz 220 kW do 8,2% času. Parabola 30,4 m nad terénem, far field cca 100 km., rectenna 71 m nad zemí. Konec informací.
Blízké a daleké pole, Fresnelovy zóny asi chápou jen specialisté. Prostě parabolou mírně nadstřelit či podstřelit. Grafy ani tabulky nejsou.
Normy povolují u 10 GHz 10 W/m2 pro veřejnost; 100 W pro vojsko. Graf rozostřování kužele MW z 100 kW (BLM!§ 91,2 kW!) kontinuálně z paraboly 5,4 m; poloviční úhel kužele cca 0,11°; zhruba odpovídá odhadu vybočení půl vlny na dráze průměru paraboly. Vedlejší lalok +-0,75°; -15 dB; Signál je cca 2x silnější v 5 m nad zemí, paprsek je vertikálně cca 2x užší. Při přenosu 1,6 kW (do 30 OHM) bylo v centru 4m2 rectenny cca 580 W/m2 málem spalující šotkovy diody. Podobně vše i s horizontální polarizací.
TABLE 2. Summary of Results and Projected Extension to Higher Performance nejde zkopírovat §!
Výsledky 1,6 kW/rect. byly získány při celkové účinnosti tripu DC-MW-DC 1,8%.
Pro trip 44% je zapotřebí rovnoměrně ozařovat cca 3x větší plochu rect. plných drahých šotkových diod.

Odpovědět


Re: Ztraceno v překladu

Vít Výmola,2022-04-24 22:43:05

S energií, výkonem a jednotkami máte samozřejmě pravdu, a bohužel je smutná pravda i to, že si to novináři pletou. V tomto případě ale musím Stanislava Mihulku bránit: V článku není NIKDE řečeno, že těch 1.6kW je energie. To slovo se vyskytuje v jiné větě a v jiném kontextu, byť to asi mohlo být napsáno jasněji.

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku








Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace