Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов DARPA продолжает продвигать революционную идею замены традиционных линий электропередачи лазерными лучами. В рамках программы Persistent Optical Wireless Energy Relay (POWER) были достигнуты новые рекорды в передаче энергии на большие расстояния без использования проводов.
Зачем это нужно
В современных военных и гуманитарных операциях обеспечение надежного электропитания — критически важная задача. Протяжённые и уязвимые цепочки поставок, включающие доставку топлива, генераторов и кабелей, требуют колоссальных затрат. Особенно остро проблема проявляется на так называемой «последней миле» — когда проложить провода невозможно, а бойцам приходится вручную доставлять топливо в труднодоступные районы.
Проект POWER направлен на решение этой задачи с помощью лазерной передачи энергии — по аналогии с тем, как сейчас передаются данные по воздуху.
Как это работает
В основе системы лежит технология Power Receiver Array Demo (PRAD) — сферическая установка с компактным отверстием, через которое входит лазерный луч. Далее он отражается от параболического зеркала и распределяется по множеству фотоэлектрических элементов, которые преобразуют свет в электричество. Пока что эффективность этой трансформации составляет около 20%, но в будущем DARPA планирует её значительно увеличить.
Недавние испытания, прошедшие в Нью-Мексико, позволили значительно превзойти предыдущие результаты. Если раньше удавалось передать 230 ватт на расстояние около 1,7 км, то теперь было зафиксировано достижение — 800 ватт в течение 30 секунд на дистанции 8,6 км. Это значимый шаг в направлении создания устойчивой и быстрой беспроводной передачи энергии.
Хотя текущие испытания проходили с наземным размещением передатчика и приёмника, конечной целью проекта является использование высотных беспилотников в качестве ретрансляторов. Это позволит минимизировать потери от атмосферных явлений и обойти препятствия вроде зданий и рельефа.
Сейчас проект находится в первой фазе из трёх. Основное внимание уделяется точности наведения луча, корректировке его фронта, управляемости потока энергии и снижению потерь при передаче. На заключительном этапе DARPA планирует создать систему, способную передавать до 10 киловатт энергии на расстояние 200 км, используя обычные воздушные суда в качестве ретрансляторов.
«Этот эксперимент разрушил устоявшиеся представления о границах беспроводной передачи энергии и уже вдохновляет отрасль пересматривать возможное», — говорит руководитель проекта POWER Пол Джаффе.
