V dnešní době závisejí veškeré vojenské i civilní operace na dostupnosti energie. „Šťávu“ potřebují nejen ti, kdo takové operace provádějí, ale nezřídka i obyvatelstvo dané oblasti, pokud jde o nějakou katastrofu. Energetická náročnost navíc stále stoupá, i když vojáci i civilní organizace v rámci možností usilují o úspornost.
Ať se ale vývojáři a inženýři snaží, jak chtějí, při klasické přepravě energie se stále objevují problémy, především pokud jde o neslavný „poslední kilometr“ (last mile), tedy koncovou část přenosu energie (nebo také komunikace), která ale typicky čelí největším problémům. Mohou to být důsledky vojenského konfliktu, dopady katastrofy nebo třeba organizační zmatky, které brzdí životně důležitou přepravu těsně před cílem.
Agentura DARPA pro pokročilé výzkumné projekty, která snad ještě víceméně funguje, se snaží zvelebit „poslední kilometr“ i přenos energie jako takový, vývojem praktických technologií pro
DARPA pracuje na programu POWER (Persistent Optical Wireless Energy Relay), který je založený na bezdrátovém přenosu energie laserem. V nedávných testech technologie v Novém Mexiku pokořili rekord (nebo spíše soubor rekordů) v tomto typu přenosu energie. Dosavadní rekord byl přenos 230 wattů na vzdálenost 1,7 km po dobu 25 sekund.
Teď se projektu POWER podařilo přenášet 800 wattů na vzdálenost 8,6 km po dobu 30 sekund. Očividně se zlepšili ve všech třech parametrech, což není úplně špatné. Experimentální systém je založený na struktuře pro příjem laserového paprsku Power Receiver Array Demo (PRAD). Paprsek dopadá na parabolické zrcadlo a po rozptýlení ozařuje desítky fotovoltaických článků, které konvertují energii laseru na elektřinu.
DARPA se soustředí na co největší výkon a vzdálenost. Účinnost systému dosahuje jen 20 procent, což je tak na hranici přijatelnosti, ale stále je prostor pro zlepšení. Během dosavadních testů se vysílač i přijímač PRADu nacházel na zemi. DARPA by je ale ráda umístila na drony nebo podobná zařízení ve velkých výškách, což by bezdrátový přenos energie usnadnilo.
Projekt POWER je stále ve Fázi 1. Pokud úspěšně projde Fází 3, měl by být systém schopný přenášet optickým laserem 10 kW na vzdálenost 200 kilometrů. Úspěšné lámání rekordů tento cíl přibližuje.
Video: Revolutionizing Energy Transmission: What is DARPA's POWER Program?
Literatura
Americké námořnictvo přeneslo mikrovlnami 1,6 kW na vzdálenost přes 1 km
Autor: Stanislav Mihulka (23.04.2022)
DARPA shání laserový systém, který by bezdrátově přenášel energii po světě
Autor: Stanislav Mihulka (16.09.2023)
DARPA vyvíjí bezdrátové nabíjení na velkou vzdálenost pro velké drony
Autor: Stanislav Mihulka (04.06.2024)
Nový úspěch laserové fúze: zesílení 4,13
Autor: Slavomír Entler (30.05.2025)
Diskuze:
Ežo Vlkolinský,2025-06-18 05:15:03
Ak som dobre rozumel, tak podstata je v tom, že svetlo rozptýlené na veľkú plochu sa lepšie prevedie na elektrický prúd ako svetlo koncentrované na malú plochu.
Re:
D@1imi1 Hrušk@,2025-06-18 23:10:50
Kde takovou informaci vidíte?
Jinak si myslím, že vyšší účinnost je tady daná hlavně tím, že přijímač může být optimalizovaný na jedinou vlnovou délku laseru v porovnání s klasickými soláry. Ale to jen střílím.
Re: Re:
Ežo Vlkolinský,2025-06-19 19:36:39
" Paprsek dopadá na parabolické zrcadlo a po rozptýlení ozařuje desítky fotovoltaických článků, které konvertují energii laseru na elektřinu."
Vlado S.,2025-06-17 16:07:28
Napadá mě situace, kdy na určité místo mohu vrtulníkem dovézt přijímač, protože vozit vrtulníkem naftu do elektrocentrály by bylo náročné/zdlouhavé (povodně a jiné katastrofy, odlehlá horská místa, astronomické observatoře?). Navíc by ten vrtulníkem třeba nemusel být k dispozici po celou dobu krize.
A nemusíte tam přijímače přece dostávat, až když se něco stane, mohou tam být nachystané. Napadá mě třeba jaderná elektrárna, kdy při poruše selžou dieselagregáty a jako sekundární ochranu proti výpadku proudu tam můžete poslat dostatek elekriky pomocí již nachystaných zařízení.
Obecně situace, kdy se na určité místo nelze dostat bezpečně a včas.
Pochopitelně je otázkou jaké parametry, hmotnost apod. bude mít případný přijímač a jaké množství energie bude potřeba...
Možná také napájení menších spotřebičů max. stovky watů, kde by nebylo vhodné solární napájení (senzory?, ochranné perimetry, vědecká zařízení), kde by to bylo daleko snažší, než zásobování naftou...
Jisté však je, že civilní použití bude velmi omezené, vzhledem k nejspíš závratné ceně laserové zařízení.
Uvidíme.
Re:
Martin Novák2,2025-06-17 19:48:14
Spíš dron patrolující kolem základny nemusí přistávat každé půl hodiny na dobití ale bude dobíjen za letu. Sebevražedný dron nepotřebuje drahou a těžkou baterii, zato může nést větší nálož. Za jasného počasí má dolet omezený jenom rozptylem. Pohon dronů z nízké oběžné dráhy...
EU to ovšem bude chtít použít na dobíjení elektrotanků na bojišti :-)))
Re: Re:
D@1imi1 Hrušk@,2025-06-17 20:11:34
Pokud by hlídkovací dron létal ve velké výšce (~ 10 km či více), tak by to snad smysl dávalo, aby dron nemusel dlouho stoupat a pak zase klesat. Pokud by byl ve výšce kolem kilometru, nevidím důvod, proč nemít drony dva či více a prostě je střídat.
Navíc ten optický laser by mohl oslňovat senzory a přijímač by patrně neměl moc aerodynamický tvar.
Re:
D@1imi1 Hrušk@,2025-06-17 20:03:06
To nejsou moc přesvědčivé příklady.
Ad živelní katastrofy - pokud někde potřebujete létat helikoptérou kvůli záchranným operacím, rozhodně nechcete, aby se helikoptéra musela vyhýbat kilowattovému laserovému paprsku. Naopak pokud někde zvládnete přistát helikoptérou, tak vzít s sebou centrálu a pár kanystrů paliva, už není zásadní rozdíl. To je tak ~100 kg i s palivem na prvních pár dní, to helikoptéra uveze hravě. A nemusíte řešit vysílač ani stožár, na který umístit přijímač.
Ad jaderná elektrárna - to je úplný nesmysl. JE je napojena na rozvodnou soustavu, když selže síť, zálohu má zajištěnou má mnohem spolehlivějším způsobem (akumulátory + dieselgenerátory přímo v areálu elektrárny) a potřebuje megawatty, ne kilowatty.
Pokud se někam nelze dostat bezpečně a včas, tak tam už budete mít připraný přijímač laseru?
Ad "Možná také napájení menších spotřebičů max. stovky watů, kde by nebylo vhodné solární napájení (senzory?, ochranné perimetry, vědecká zařízení), kde by to bylo daleko snažší, než zásobování naftou..."
- Vždyť na to jsem se přece ptal, abyste konkretizoval. Nebavím se náhodou s LLM? :)
Re: Re:
F M,2025-06-18 01:55:38
To je i v dohledné době bude tak pro světla, nebo nějakou nepříliš náročnou elektroniku, třeba hub pro drony, dobití exoskeletu, robopsa, nebo nějakého komunikačního uzlu. Jak dlouho by těch hypotetických 10kW nabíjelo el.auto. Možná tak pár (doslova) rodinných domků s velkou baterií (ale bez těch aut). Užitečnost vidím ve tvorbě falešných cílů pro nepřátelskou palbu (spíš joke).
Ta efektivita se už moc nezlepší, se vzdáleností půjde dolů a tipl bych si, že počítají jen odeslanou energii, tedy bez transformací, toho letounu a tak.
Jinde jsou ty spotřeby o řád až řády jinde.
Mimochodem 30s x 800W = 24kJ = 6,66Wh = by oko ani ne malá lžička, spíš pár kapek nafty (nafta na elektřinu cca 3,5 kWh/l)?
Re: Re:
Vlado S.,2025-06-18 16:39:44
Nemyslím si, že jste se ptal na menší spotřebiče, pokud ano, nepochopil jsem to.
Ale máte pravdu, že mě vlastně nic moc "pořádného" civilního nenapadá. Nicméně jsem přesvědčen, že pokud to bude sloužit i "jen" pro vojenským ůčelům, do sériové produkce se to dostane, ať už v takové či onaké aplikaci.
Kilowatý do chalupy
Franta Vejvoda,2025-06-16 23:46:02
10 kW poputuje 125 mil darem přítele Lejzra, aby si našinec v poušti Nového Mexika pustil klimatizaci. Tedy, pokud si jako civil představím praktické využití.
Klimošku nemám, ale mám elektrokotel 9 kW a přelíbezně vyčůraného dodavatele, který mi přivedl energii odporně zastaralým způsobem. A radši to zakopal do země.
Tak, vojáci, droníky pověšte na optický ocásek, rádio je out, kilowatý přenášejte laserem, kábly jsou out, ať nám ten překotný vývoj hodí taky něco do chalupy, do ulice, do vsi, do ...
Až se všude bude rozlejvat mír a láska, samozřejmě!
Účinnost?
Pavel Nedbal,2025-06-16 23:39:34
??? účinnost převodu el energie na formu potřebnou pro napájení laseru (min. AC/DC) - účinnost konverze el napájení/světelný výkon (minus: energie potřebná k uchlazení laseru) - rozptyl laserového paprsku - ani laser není bezrozptylový - % zachycení světla z laserového svazku na zrcadlo - účinnost PV elementů konverze světlo/el., (mínus energie pro chlazení PV článků) - konverze DC na požadovanou voltáž (DC/AC, nebo step up/step down). Co přenosové vlastnosti atmosféry (absorpce, rozptyl), navádění paprsku, je li TX, nebo RX v pohybu???
Co jsem zapomněl?
Re: Účinnost?
Ludvík Urban,2025-06-17 09:14:42
Že hlavní využití tohoto druhu přenosu energie bude probíhat mimo atmosféru naší planety?
Re: Účinnost?
Vlado S.,2025-06-17 13:31:16
Třeba, že DARPA jesou vojáci a těm na nějakém tom megawattu nesejde? Podstatné je dostat energii tam, kam to jde po drátu nebo cisternou složitě.
Re: Účinnost?
Vlado S.,2025-06-17 13:33:00
Vlastně i v mnoha civilních aplikacích je mnohdy potřebné dostat někam energii za jakoukoliv cenu té energie.
Re: Re: Účinnost?
D@1imi1 Hrušk@,2025-06-17 15:37:01
Tak zkuste nějaký případ vymyslet. Netvrdím, že žádný use-case by ta technologie mít nemohla, ale ta množina případů bude hodně úzká. Use-case musí splňovat 4 vlastnosti zároveň:
1. Nelze tam natáhnout kabel nebo přivézt elektrocentrálu s dostatečnou zásobou paliva či prostě solární panel s akumulátorem
2. Musíte mít čas připravit "přijímač energie" předem. Tj. nelze využít k řešení nenadálých situací tím, že prostě někam, kde vypadl proud, namíříte paprsek. A pokud máte možnost připravit na místě ten přijímač, proč tam rovnou nevzít elektrocentrálu nebo powerbanku, která je levnější?
3. Musí jít o "nedocenitelný" spotřebič, kde sebevyšší náklady na elektřinu nerozhodují
4. Silný laser nikoho neohrozí (v civilním použití) nebo nevyzradí pozici (ve vojenském použití)
Re: Re: Re: Účinnost?
D@1imi1 Hrušk@,2025-06-17 15:49:41
(Jenom doplním, že pokud by šlo o vojenské použití, vojáci stejně na misích elektřinu vyrábějí z ropných paliv, které tam musejí nákladně a často nebezpečně dopravovat. Takže když to jde, je lepší ji vyrobit rovnou v místě spotřeby než s velkmými ztrátami přepravovat vzduchem ze základny.)
Re: Re: Re: Re: Účinnost?
Martin Novák2,2025-06-17 20:07:13
Pokud by šlo o vojenské použití tak kontinuální laser o výkonu v desítkách kW by se dal použít také jako protidronové dělo. Nebo může střídat 10kW kontinuálně v režimu zdroje a 100kW pulzně v režimu děla.
Energii na místě spotřeby nevyrobíte pokud je místem spotřeby dron za letu patrolující kolem základny/bojiště.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
