Trażmissjoni tal-Enerġija bil-Laser - Teknoloġija tal-Provvista tal-Enerġija għall-Futur

Peress li l-invenzjoni tal-elettriku u imbuttata b'mod wiesa 'għall-produzzjoni ta' applikazzjonijiet tal-ħajja, kif issib metodu ta 'trażmissjoni effiċjenti ħafna, kemm jista' jkun biex tnaqqas it-telf ta 'trasmissjoni fuq distanza twila, hija waħda mill-fokus tal-attenzjoni tas-settur tal-enerġija u riċerkaturi. It-teknoloġija tat-trażmissjoni ta 'vultaġġ ultra-għoli taċ-Ċina hija relattivament ewlenija fid-dinja, madankollu, għad hemm rata ta' telf ta '2%-7% (skont id-distanza) fil-proċess ta' trażmissjoni, li huwa telf li m'għandux ikun injorat.
L-idea tat-trażmissjoni bla fili tal-enerġija ġiet proposta għall-ewwel darba mix-xjenzat Serb Nikola Tesla 100 sena ilu, u l-lejżers għandhom il-kapaċità li jġorru enerġija għolja ħafna f'direzzjoni waħda, li teoretikament tissodisfa l-ħtiġijiet ta 'trasmissjoni fuq distanza twila. Hekk kif id-dawl tax-xemx jista 'jiċċarġja bord ta' ċirkwit, il-lejżer bħala mezz ta 'trażmissjoni fuq distanza twila mhux biss għandu qawwa ta' produzzjoni għolja, iżda wkoll jista 'jitwettaq fi kwalunkwe ħin u kwalunkwe post mingħajr ir-restrizzjonijiet ta' kejbils tal-iċċarġjar, li għandu vantaġġi mingħajr paragun.
Fl-1992, il-kumpanija ABB tal-Istati Uniti ħadet it-tmexxija fir-riċerka relatata mat-teknoloġija tal-provvista tal-enerġija tal-lejżer, ir-realizzazzjoni ta 'monitoraġġ taċ-ċirkwit tal-linja ta' vultaġġ għoli, u tissostitwixxi gradwalment it-transformer tal-kurrent tat-teħid tal-punt tradizzjonali CT. Id-Dipartiment tad-Difiża tal-Istati Uniti u l-Amministrazzjoni Nazzjonali tal-Aeronawtika u l-Ispazju rrealizzaw ukoll li jekk is-satellita u l-inġenju tal-ajru bla ekwipaġġ permezz tal-provvista tal-enerġija tal-lejżer, tista 'tikseb perjodu itwal ta' żmien biex twettaq aktar kompiti, fi kliem ieħor, il-laser fil-militar u l-ajruspazju għandu possibbiltajiet bla preċedent, għalhekk numru ta 'funzjoni tas-satellita tal-laser tar-riċerka teknika rilevanti mwettqa b'dan il-mod.
Fl-1997, il-Ġappun N. Kawashima u oħrajn wettqu l-użu tat-trażmissjoni tal-enerġija bil-lejżer għall-esperiment tal-provvista tal-enerġija tar-robot tal-qiegħ tal-vulkan Lunar (ROVER). Minħabba li m'hemm l-ebda dawl tax-xemx ġewwa l-vulkan, biss fil-crater biex jirċievi dawl tax-xemx fil-lejżer, trasmess fil-qiegħ tal-vulkan għall-provvista tal-enerġija Rover. Is-sistema ta 'trażmissjoni tal-qawwa tal-ħruġ tal-lejżer ta' 60W, distanza ta 'trażmissjoni ta' 1000m, issuq b'suċċess operazzjoni ta 'robot ta' 10W, effiċjenza ta 'konverżjoni fotoelettrika ta' madwar 20%.
Fl-2005, NASA Marshall Space Flight Center għamel avvanz, għall-ewwel darba b'qawwa ta '500 W, wavelength ta' 940nm laser 15m bogħod mill-mikro-vettura biex tipprovdi 6W ta 'elettriku, sabiex il-vettura topera għal 15min. 2013, il-Laboratorju Navali tal-Istati Uniti uża b'suċċess laser 2kW għal 40m 'il bogħod mill-provvista tal-enerġija remota tal-UAV.
Sistema kompluta ta 'twassil tal-enerġija bil-lejżer tikkonsisti fi tliet moduli, jiġifieri l-modulu tat-trasmettitur tal-lejżer, il-modulu tat-trażmissjoni tal-lejżer u l-modulu ta' konverżjoni tal-lejżer għall-elettriku. Fost dawn, l-effiċjenza tal-lejżer u taċ-ċellula fotovoltajka, hija l-qalba tas-sistema kollha tal-enerġija tal-laser, kif tagħmel l-enerġija tal-laser permezz tal-konverżjoni tal-elettriku - dawl - elettriku, kemm jista 'jkun biex timminimizza l-attenwazzjoni atmosferika, attenwazzjoni tal-konverżjoni fotovoltajka, huwa l-indiċi ewlieni ta’ din is-sistema. L-Università Nazzjonali tat-Teknoloġija tad-Difiża taċ-Ċina, l-Università ta 'Nanjing ta' l-Aeronawtika u l-Astronawtika, l-Università ta 'Wuhan, l-Istitut ta' Shandong tat-Teknoloġija Elettronika Aerospazjali u istituti ta 'riċerka oħra wettqu wkoll riċerka rilevanti għall-arsenide tal-gallju, silikon monokristallin u ċelloli fotovoltajċi oħra biex jiksbu wavelengths u distanzi differenti ta' il-provvista tal-enerġija tal-lejżer.
F'dawn l-aħħar snin, il-Ġappun, ir-Russja u pajjiżi oħra qed jiffokaw ukoll fuq applikazzjonijiet tat-teknoloġija relatati mat-trasmissjoni tal-qawwa tal-lejżer.
Ir-Russja tiffoka fuq l-applikazzjoni tat-trażmissjoni tal-qawwa tal-lejżer fl-ispazju. 2021, il-kumpanija spazjali tar-rokits "enerġija" tar-Russja tippjana li tuża l-lejżer għal esperimenti ta 'trażmissjoni ta' enerġija mingħajr fili, għall-futur tat-trażmissjoni tal-enerġija fl-ispazju biex tipprovdi ttestjar ta 'fattibilità. L-esperiment spazjali, bl-isem ta 'kodiċi "Pelican", jirreferi għall-użu ta' lejżers għat-trasmissjoni tal-qawwa bejn il-vetturi spazjali, u l-esperiment ġie inkluż fil-programm ta 'esperiment xjentifiku fit-tul tat-taqsima Russa tal-Istazzjon Spazjali Internazzjonali. Fil-preżent, l-effiċjenza tal-konvertituri fotoelettriċi laħqet 60%, għalhekk l-użu ta 'lejżers biex jittrasmetti l-elettriku minn vettura spazjali għal oħra se jkun effettiv ħafna. Ix-xjentisti Russi huma ottimisti dwar l-użu tat-teknoloġija tat-trażmissjoni tal-enerġija bla fili bil-laser għall-iċċarġjar tas-satelliti fl-orbita spazjali.
Il-Ġappun, min-naħa l-oħra, huwa prinċipalment ikkastjar il-viżjoni tiegħu fuq l-applikazzjonijiet tal-ħajja tiegħu. L-Istitut tat-Teknoloġija ta 'Tokjo u istituzzjonijiet oħra huma impenjati għall-iżvilupp ta' ċivilizzazzjoni tat-teknoloġija "iċċarġjar bla fili ħafif". L-użu ta 'enerġija elettrika biex jarmu laser, oġġetti irradjati bil-lejżer u mbagħad permezz tal-bord tal-ġenerazzjoni tal-enerġija se jiġu kkonvertiti f'enerġija elettrika, sabiex mhux biss jistgħu jiffrankaw mowbajls, apparat domestiku konfigurazzjoni inkwiet tal-linja tal-iċċarġjar, iżda wkoll biex issolvi l-vetturi tal-enerġija ġodda jeħtieġ li tieqaf regolarment fit-triq biex issib il-problemi tal-iċċarġjar tal-munzell tal-iċċarġjar.
It-teknoloġija tat-trażmissjoni tal-enerġija bil-lejżer għandha ħafna vantaġġi, iżda għandha wkoll xi problemi li jridu jiġu solvuti. Per eżempju, issa użati għat-trażmissjoni ta 'enerġija ta' linji ta 'vultaġġ ultra-għoli mhumiex faċli biex tikkuntattjani mal-ġisem tal-bniedem, u laser ta' qawwa ultra-għolja li tiddependi fuq il-propagazzjoni ta 'l-arja, faċli biex tiġi affettwata minn varjetà ta' riflessjonijiet, ladarba irradjat sal- ġisem tal-bniedem jista’ jġib periklu serju. Eżempju ieħor, kif jiġi żgurat li l-laser f'kundizzjonijiet klimatiċi differenti biex tiġi żgurata effiċjenza ta 'trażmissjoni stabbli u affidabbli, tnaqqas l-attenwazzjoni, filwaqt li tiġi trażmessa b'mod preċiż għall-ħtieġa għal riċevituri ta' tagħmir, iżda wkoll pendenti ta 'traċċar u skoperti teknoloġiċi li jiffokaw. Bħala konklużjoni, it-teknoloġija tat-trażmissjoni tal-qawwa tal-lejżer tirrappreżenta d-direzzjoni futura tal-iżvilupp tal-provvista tal-enerġija u għandha spazju wiesa 'ta' applikazzjoni.