Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) заявило, что группа его исследователей установила мировой рекорд по передаче энергии на расстояние с помощью оптического луча. За 30 секунд на дальность 8,6 км было передано 800 Вт мощности, что стало абсолютным достижением.
Источник изображений: DARPA
Впрочем, передать энергию — дело нехитрое. Гораздо сложнее её принять и превратить в источник электричества для практического использования. Именно на этом фронте команда DARPA добилась прорыва.
По словам исследователей, среди описанных в литературе демонстраций полученные результаты являются рекордными по расстоянию и мощности для подобного типа беспроводной передачи энергии. До сих пор самое большое расстояние, на которое была передана «значительная» оптическая мощность (превышающая один мкВт), составило 1,7 км. Тогда было передано 230 Вт в течение 25 секунд. В другом случае была зафиксирована передача энергии на расстояние 3,7 км без уточнения переданной мощности и длительности передачи.
«Нет никаких сомнений в том, что мы полностью превзошли все ранее заявленные показатели мощности и дальности оптического излучения», — заявил Пол Джаффе (Paul Jaffe) из Управления тактических технологий DARPA.
Лазерный луч попадает в приёмное отверстие оптического приёмника энергии, где отражается от параболического зеркала. Отражённый луч направляется в десятки фотоэлектрических элементов, также установленных внутри приёмника. Элементы преобразуют оптическую мощность в электрическую энергию. Других подробностей нет.
Во время экспериментов передатчик и оптический приёмник находились на земле. «Гораздо проще направить луч энергии прямо вверх или вниз относительно земли, потому что в этом случае приходится преодолевать гораздо меньшее сопротивление атмосферы», — пояснил Джаффе.
Работа была выполнена в рамках программы DARPA Persistent Optical Wireless Energy Relay (POWER) — многоэтапной инициативы, которая предполагает создание сети оптических передатчиков и приёмников, действующих как ретрансляционная система для «мгновенной передачи энергии из места, где её можно легко получить, туда, где она необходима». Например, для обеспечения энергией устройств в отдалённых и опасных местах, где ограничена возможность доставки топлива — это зоны бедствий или военных операций.
Целью демонстрации было «быстрое подтверждение возможности новой конструкции» увеличить потенциальное расстояние. Поэтому КПД установки был скромным. На меньших расстояниях КПД приёмника достигал 20 %, что можно считать перспективным. «В ходе тестовой кампании было передано более мегаджоуля энергии», — сообщили разработчики.
Интересно отметить, что в честь достижения проекта часть переданной энергии была использована для приготовления попкорна — это отсылка к сцене из голливудской научно-фантастической комедии 1985 года «Настоящий гений».
Испытанный приёмник энергии можно будет масштабировать для использования с беспилотными летательными аппаратами. За его разработкой стоит компания Teravec Technologies с поддержкой Packet Digital и Рочестерского технологического института (США). В исследовательскую группу также входили учёные из Военно-морской исследовательской лаборатории США и Испытательного центра высокоэнергетических лазерных систем армии США.
