NTT i Mitsubishi Heavy Industries ustanawiają rekord wydajności w bezprzewodowym przesyle energii laserowej

Rekordowy przesył energii laserowej – przełom NTT i Mitsubishi Heavy Industries

Japońskie firmy NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corporation) oraz Mitsubishi Heavy Industries (MHI) ogłosiły przełom w dziedzinie bezprzewodowego przesyłu energii. Dzięki połączeniu technologii formowania wiązki oraz stabilizacji prądu wyjściowego, udało się przesłać wiązką laserową 1 kW mocy optycznej na odległość 1 kilometra i odebrać 152 W energii elektrycznej. Osiągnięta sprawność wyniosła 15%, co stanowi w tej chwili światowy rekord dla tego typu technologii z użyciem krzemu jako elementu fotowoltaicznego w warunkach silnych turbulencji atmosferycznych.

Znaczenie dla trudno dostępnych terenów i przyszłych zastosowań

Nowa technologia otwiera możliwości dostarczania energii do miejsc, gdzie tradycyjne kable są trudne do instalacji – na wyspy, tereny dotknięte klęskami żywiołowymi, a choćby do zastosowań kosmicznych. Dzięki precyzyjnemu przesyłowi energii tylko tam, gdzie i kiedy jest ona potrzebna, możliwe będzie elastyczne i szybkie reagowanie na potrzeby energetyczne w sytuacjach kryzysowych czy na odległych platformach, takich jak drony czy stacje komunikacyjne.

Kluczowe innowacje techniczne

• Technologia płaskiego kształtowania wiązki: Pozwala na uzyskanie jednolitego rozkładu intensywności promieniowania po pokonaniu kilometrowego dystansu, co zwiększa sprawność konwersji światła na energię elektryczną.
• Stabilizacja prądu wyjściowego: Homogenizator oraz układy wyrównujące na panelu odbiorczym minimalizują wpływ turbulencji atmosferycznych, zapewniając stabilność dostarczanej mocy.

Eksperyment przeprowadzono na lotnisku Nanki-Shirahama, gdzie wiązka lasera o mocy 1035 W była emitowana z wysokości około 1 metra nad ziemią, co dodatkowo potęgowało wpływ warunków atmosferycznych. Mimo to uzyskano stabilny przesył energii przez 30 minut.

Potencjalne zastosowania i perspektywy rozwoju

Technologia bezprzewodowego przesyłu energii laserowej może znaleźć zastosowanie w:

• zasilaniu dronów podczas lotu bez konieczności lądowania,
• dostarczaniu energii do wysp, terenów górskich czy obszarów morskich,
• rozbudowie infrastruktury komunikacyjnej w miejscach pozbawionych sieci,
• przyszłościowych projektach kosmicznych, takich jak zasilanie platform HAPS, łazików księżycowych czy satelitów przekazujących energię na Ziemię.

W przyszłości, zastosowanie specjalistycznych elementów fotowoltaicznych dostosowanych do długości fali lasera oraz źródeł o większej mocy może jeszcze bardziej zwiększyć wydajność przesyłu.

Rola partnerów w projekcie

• NTT: Opracowanie i wdrożenie optyki transmisyjnej, w tym technologii formowania wiązki.
• Mitsubishi Heavy Industries: Projekt i implementacja paneli fotodetektorowych, homogenizatorów i układów wyrównujących prąd.

Podsumowanie

Osiągnięcie NTT i Mitsubishi Heavy Industries to znaczący krok w kierunku innowacyjnych rozwiązań energetycznych, które mogą znaleźć zastosowanie zarówno na Ziemi, jak i w przestrzeni kosmicznej. Rozwój tej technologii może zrewolucjonizować sposób dostarczania energii w miejscach dotychczas niedostępnych dla tradycyjnych sieci.

• Mitsubishi Heavy Industries pierwszą japońską firmą z certyfikatem ISO 19443:2018 w energetyce jądrowej
• Nowe inicjatywy Komisji Europejskiej: konsultacje lotnicze, satelita Sentinel-5 i wspólne przedsięwzięcie Bosch-Mitsubishi

Źródło: Mitsubishi Heavy Industries News