USA merevägi saatis juhtmevabalt 1,6 kW elektrivõimsust kilomeetri taha

Mikrolaineantenniga on võimalik tulevikus energiat juhtmevabalt saata raskesti ligipääsetavatesse kohtadesse või suunata Maale orbiidil asuvatest päikeseelektrijaamadest. Foto: U.S. Naval Research Laboratory

Juhtmevaba elektri katsetused on kestnud juba aastaid, kuid seni on see valdkond toppama jäänud suurte kadude taha. USA merevägi, kellel elektriliste relvade ajastuks on vaja tõhusat toitelahendust, on nüüd valmis saanud mikrolainel juhtmevaba ülekandeliini, millega saab kilomeetri taha saadetud võimsusega juba vähemalt veekeetja ära toita.

Elektri ülekandeks kasutatakse 10 GHz sagedusega mikrolainekiirgust.Ülekanne tehti USA armee katsepolügoonil Marylandis Blossom Pointis. 10 GHz sagedus valiti just sellepärast, et sellega õnnestus energiat saata isegi tugeva vihmasaju ajal alla viieprotsendise võimsuskaoga, kuid muidugi oli oluline ka ohutus. See sagedusala on rahvusvaheliste standardite kohaselt ohutu kasutada nii lindude, loomade kui inimeste teele sattudes.

Seega pole enam vaja ülekandeliini mõne elusa takistuse ilmumisel laser-tuvastusega välja lülitada, nagu on tulnud teha mõnede varasemate katsetustega. Näiteks Uus-Meremaa ettevõte Emrod pakub juhtmevaba energia ülekandetehnoloogiat, milles energiakiirt ümbritseb laserkiirtest «puur». Kui lind, helikopter või mõni muu objekt satub õhuliini ette, katkestatakse automaatselt ühendus. USA mereväe lahendusega pole väidetavalt seda vaja, kuna energiakiir on inimestele ja loomadele ohutu.

Ülekandetehnoloogia on lihtne. Elekter muundatakse mikrolainekiirguseks, mis siis koondatakse vastuvõtjasse tiheda kiirena. Kõik seadmed, nii saatja kui vastuvõtja on üsna lihtsad, koosnedes põhiliselt võimsusdioodidest ning mikrolaineala dipool-antennidest. Kui mikrolained tabavad vastuvõtuantenni, tekitab see alalisvoolu ja ongi energia üle kantud.

Selline näeb välja juhtmevaba energia vastuvõtuantenn, millega saadi kätte kilovatt energiat kilomeetri kauguselt ilma ühegi juhtmeta. Foto: U.S. Naval Research Laboratory

USA mereuuringute labori katses kiirgas saatja ligi kilovati elektrienergiat ühe kilomeetri kaugusele. «Eesmärgiks oli sellise juhtmevaba energiaedastuse tehnoloogia piiride nihutamine kaugemale, kui seni nähtud,» ütles katses osalenud teadlade, Ph.D. Paul Jaffe. «Me ei tahtnud kasutada liiga kõrget sagedust, kuna see võib hakata atmosfääri läbides kiiresti võimsust kaotama,» lisas projekti üks juhtidest, Ph.D. Christopher Rodenbeck. «10 GHz on hea valik, sest selle jaoks on olemas ka odav ja kasutatav tehnoloogia. Isegi tugeva vihmasaju korral on võimsuse kadu alla viie protsendi.»

Marylandis tehti veel teinegi katse. Tiim suurendas ülekandevõimsust 60 protsendi võrra, saates 1,6 kW võimsusega kiire veidi üle ühe kilomeetri kaugusele. Saateantenni läbimõõt oli sellise lüekande jaoks 5,4 meetrit, vastuvõtuantenni pindala neli ruutmeetrit.

Jaffe kommenteeris lahenduse kasutusvõimalusi ja pakkus, et need testid sillutavad teed energia kiirgamiseks Maal raskelt ligipääsetavatesse kohtadesse, kosmoses ja miks mitte ka kosmosest Maale.

Lisaks sellele, et juhtmevaba energiaülekanne on praegu USA kaitsejõudude jaoks üks prioriteetseid valdkondi, on tegemist ka ühe võimaliku rohelise energia allikaga tsiviilkasutuseks. Erinevalt teistest taastuvenergia allikatest, mis annavad vahelduvalt elektrit olenevalt ilmast, võib kosmosest Maale juhtmevabalt edastatav energia olla kättesaadav pidevalt, 24 tundi ööpäevas.

«Seda ei suuda tänapäeval ükski teine ​​puhta energia tootmise vorm,» rääkis Rodenbeck. «Tehnoloogilise valmisoleku poolest, ma arvan, oleme me juba väga lähedal sellise töötava lahenduse katsetamisele.»

Vaata lähemalt energia juhtmevaba edastuse tehnoloogia uurimisprojekti kohta siit.