Das US Naval Research Laboratory (NRL) führte zwei Experimente zur drahtlosen Energieübertragung über eine Distanz von einem Kilometer durch. Nach Angaben der Forscher war es das größte Experiment dieser Art in den letzten 50 Jahren: Mittels Mikrowellenstrahlung wurden 1,6 kW Energie durch die Luft übertragen.
Die Idee und Experimente zur drahtlosen Energieübertragung sind über hundert Jahre alt. Vorreiter dieser Richtung war insbesondere Nikola Tesla, der für großangelegte Experimente 1901 mit dem Bau des Vordenclyffe-Turms begann, der später den inoffiziellen Namen „Tesla Towers“ erhielt. Damals glaubte man, dass die drahtlose Übertragung von Strom schnell zu einer allgegenwärtigen und bezahlbaren Elektrifizierung führen würde, aber die Gesetze der Physik stellten sich als komplizierter heraus – der Wirkungsgrad solcher Anlagen stellte sich für den Betrieb als sehr, sehr gering heraus lange Distanzen.
Um die Effizienz von drahtlosen Energieübertragungsanlagen zu verbessern, haben NRL-Wissenschaftler eine Betriebsfrequenz der Strahlung auf dem Niveau von 10 GHz gewählt. Diese Frequenz reduziert den Dämpfungsgrad von Mikrowellen auch bei schlechtem Wetter bei starkem Niederschlag, wodurch Sie die Effizienz auf einem anständigen Niveau halten können - Verluste überschreiten 5% nicht. Außerdem wird der Betrieb im 10-GHz-Band als sicher für lebende Organismen – Tiere und Menschen – zugelassen, was keine Einrichtung von Übertragungsunterbrechungssystemen erfordert, wenn eine Person, ein Vogel oder ein Tier in die Strahlzone eindringt.
Im Auftrag des US-Verteidigungsministeriums wurde ein spezifisches Projekt zur drahtlosen Energieübertragung – Safe and Continuous Power bEaming – Microwave (SCOPE-M) – gestartet. Kürzlich wurde eine der Pilotinstallationen – ein Sender und ein Empfänger – am Forschungsstandort der US-Armee in Blossom Point, Maryland, und die zweite – am Haystack Ultra Wideband Satellite Imaging Radar (HUSIR)-Sender am Massachusetts Institute of Technology – eingesetzt. Die Anlage am Blossom Point zeigte einen Wirkungsgrad von 60 %. Die Erfahrung am MIT ging mit einem geringeren Spitzenwirkungsgrad einher, zeigte jedoch einen höheren durchschnittlichen Sendeleistungspegel, sodass insgesamt mehr Leistung vom Empfänger empfangen wurde.
Die Arbeit mit militärischen Einrichtungen unterstreicht das Hauptziel des Projekts – die Versorgung militärischer Formationen an vorderster Front mit Nahrung, wo es gefährlich ist, Treibstoff auf konventionellen Wegen zu liefern. Zukünftig könnten solche Anlagen an Weltraumkraftwerken im Erdorbit auftauchen, um von dort aus irdische Objekte mit Strom zu versorgen.
„Während SCOPE-M eine terrestrische Stromverbindung war, war es ein guter Machbarkeitsnachweis für eine Weltraumstromverbindung“, sagte Brian Tierney, SCOPE-M-Elektronikingenieur. "Der Hauptvorteil der Übertragung von Energie aus dem Weltraum auf die Erde für das Verteidigungsministerium besteht darin, die Abhängigkeit von Treibstoffversorgungen für Truppen zu verringern, die anfällig für Angriffe sein könnten."
2022-04-22 14:55:21
Autor: Vitalii Babkin