La trasmissione di elettricità senza fili raggiunge una nuova pietra miliare: La distanza più lunga fino ad oggi

La trasmissione di elettricità senza cavi è stato un sogno per l'umanità, soprattutto dopo che Nikola Tesla ha dedicato i suoi ultimi giorni a lavorare per questo obiettivo. Da allora, anche le aziende hanno iniziato a cercare tecnologie che consentano questa possibilità.

L'Agenzia per i Progetti di Ricerca Avanzata della Agenzia per i Progetti di Ricerca Avanzata della Difesa (DARPA) ha raggiunto una pietra miliare che la posiziona come la più avanzata in questa ricerca. L'agenzia ha trasmesso con successo 800 watt attraverso 8,6 chilometri durante 30 secondi, utilizzando la tecnologia laser, equivalente alla quantità di energia necessaria per alimentare un microonde o un piccolo frigorifero. Con questo risultato, il programma Persistent Optical Wireless Energy Relay (POWER) della DARPA ha stabilito il record di distanza massima di trasmissione wireless fino ad oggi.

Il sistema ha utilizzato un raggio laser a infrarossi focalizzato con precisione che veniva diretto verso un ricevitore compatto a terra. Il ricevitore utilizzava uno specchio parabolico per focalizzare la luce laser in arrivo su una serie di celle fotovoltaiche (PV), che convertivano l'energia laser in elettricità. Questo design è stato scelto per la sua semplicità, la rapida producibilità (costruito in meno di tre mesi) e la capacità di mantenere l'allineamento del fascio su lunghe distanze con una dispersione minima o una dispersione atmosferica.

Il sistema si è affidato all'ottica adattiva e ai meccanismi di orientamento del fascio per stabilizzare il laser su lunghe distanze e compensare la turbolenza atmosferica, per garantire una cattura energetica di successo. Le celle fotovoltaiche sono state ottimizzate per la specifica lunghezza d'onda del laser utilizzato, consentendo di ottenere un'efficienza di conversione di circa il 20%che è relativamente alta, data la distanza di trasmissione e i vincoli di sicurezza del laser. Nonostante la lunga distanza, il raggio ha mantenuto una coerenza e una densità di potenza sufficienti a trasferire più di 1 megajoule di energia in soli 30 secondi.

L'agenzia ha raggiunto alcune pietre miliari in questo senso, ad esempio, alla fine del 2024, ha trasmesso 230 watt su 1,7 chilometri durante 20 secondi e ha testato una distanza di 3,7 chilometri.

Tuttavia, anche altre aziende hanno raggiunto altri traguardi. PowerLight Technologies ha dimostrato una trasmissione a infrarossi trasmissione di 400 watt su 1 chilometro, ma inviando energia per oltre 12 ore. Allo stesso modo, l'azienda neozelandese Emrod ha trasmesso circa 2 kilowatt su poche centinaia di metri, ma ha raggiunto un'efficienza di circa il 97%, utilizzando la tecnologia a microonde.

Cosa succederà in seguito?

Questa dimostrazione faceva parte della Fase 1 del progetto POWER, che consiste in tre fasi. L'agenzia sta ora lavorando per perfezionare la direzione del fascio, migliorare la correzione del fronte d'onda e ridurre le perdite durante la conversione.

Per le fasi future, il programma mira a scalare il sistema, per fornire fino a 10 kilowatt di elettricità ottica, attraversando distanze fino a 200 chilometri. L'energia equivalente ad alimentare un centro dati medio-piccolo, di circa 500 severs, che può consumare da 150 a 250 kilowatt.