Обошли Николу Теслу: в США ученые нашли надежный способ передачи энергии без проводов

Группа ученых из Лаборатории военно-морских исследований США испытала новую технологию для беспроводной передачи электроэнергии. Исследователи раскрыли подробности проекта на сайте Военно-морских сил страны.

При помощи микроволнового излучения физикам удалось передать электричество мощностью 1,6 киловатт на расстояние в 1 километр на исследовательском полигоне армии США в Блоссом-Пойнт (штат Мэриленд). В Лаборатории подчеркивают, что это самая успешная и надежная демонстрация беспроводной передачи энергии за последние 50 лет.

Энергетические лучи передаются между двумя точками в рамках системы Safe and Continuous Power bEaming — Microwave (SCOPE-M). Специальное оборудование преобразовывает электричество в микроволны, которые затем фокусируются узким лучом на приемнике с так называемыми ректеннами (rectifying antenna — выпрямляющая антенна) — это особый тип приемных антенны с высокочастотными диодами. Когда микроволны попадают на ректенну, то преобразовываются в постоянный ток.

Ректенна SCOPE-M

В течение 12 месяцев американские ученые пытались с помощью SCOPE-M передать электроэнергию в виде микроволнового луча с частотой 10 ГГц в двух местах — на полигоне Блоссом-поинт, а также на передатчике сверхширокополосного радара спутниковой визуализации Haystack в Массачусетском технологическом институте (MIT). Результат в Мэрилэнде пиковая мощность оказалась на 60% выше, однако в Массачусетсе были выше средние показатели, что в конечном итоге позволило получить большее количество энергии.

Как объяснил Пол Джаффе, доктор философии, руководитель направления Power Beaming and Space Solar, ученые не хотят использовать более высокую частоту микроволн, ведь это приведет к потере энергии при прохождении через атмосферу. Частота 10 ГГц позволяет использовать дешевые и надежные компоненты, потеря мощность при этом составляет менее 5% даже в сильный дождь.

Успешные испытания технологии открывают перспективы для передачи энергии с Земли в космос и обратно без вреда для живых организмов. Во время прошлых экспериментов с более мощными лучами инженеры использовали системы блокировки, которые останавливали передачу при приближении каких-либо объектов, но SCOPE-M таких мер предосторожности не требует.

Антенна-приемник SCOPE-M

"Как инженеры, мы разрабатываем системы, которые не превышают пределы безопасности. Это означает, что они безопасны для птиц, животных и людей", — добавил Пол Джаффе.

Инженер-электронщик Брайан Тирни утверждает, что Минобороны США заинтересовано в беспроводной передаче энергии, особенно из космоса. По его словам, для таких целей можно использовать аналогичную решетку ректенн.

"Основное преимущество передачи энергии из космоса на Землю для Министерства обороны США состоит в том, чтобы уменьшить зависимость войск от поставок топлива, которые могут быть уязвимы для нападения", — объяснил физик.

Руководитель проекта Кристофер Роденбек утверждает, что микроволновые лучи являются самой экологичной технологией для передачи энергии. В отличие от других источников электроэнергии, микроволны могут передаваться из космоса круглосуточно и бесперебойно.

"Это то, чего сегодня не может сделать ни одна другая форма чистой энергии. С точки зрения уровня технологической готовности, я чувствую, что мы очень близки к демонстрации системы, которую мы действительно можем развернуть и использовать в Министерстве обороны США", — заявил Кристофер Роденбек.

Еще в 1891 году изобретатель Никола Тесла придумал резонансный трансформатор, способный передавать электричество без проводов. Так называемая катушка Теслы работала лишь на небольшом расстоянии, поэтому ей не нашлось широкого применения.

Ранее ученые спрогнозировали, как будут развиваться беспроводные технологии для передачи энергии. Сейчас существуют проекты, стремящиеся передавать электричество через спутники, микроволны и лазеры.