Truyền năng lượng không dây tiến một bước gần hơn nhờ DARPA

DARPA đã chọn RTX Corporation, Draper Laboratory và BEAM Company để tham gia vào giai đoạn đầu tiên của chương trình POWER đầy tham vọng của mình.

Hình ảnh khái niệm của chương trình POWER đang hoạt động.

Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến Quốc phòng Hoa Kỳ (DARPA) đã công bố các nhà thầu chính được chọn cho giai đoạn đầu tiên của chương trình Rơle năng lượng không dây quang liên tục (POWER) đầy tham vọng.

Chương trình này được thiết kế để phát triển phương tiện phân phối năng lượng không dây trên toàn cầu thông qua truyền tải điện trên không. Được Nikola Tesla mơ ước lần đầu tiên cách đây gần 100 năm, nếu thành công, đây sẽ là thay đổi quan trọng nhất trong việc truyền năng lượng kể từ lần triển khai điện khí hóa đầu tiên cách đây gần 150 năm.

Giấc mơ của Nikola Tesla

Theo DARPA, giai đoạn đầu tiên của chương trình POWER sẽ được thực hiện bởi ba nhóm do RTX Corporation, Draper Laboratory và BEAM Company dẫn đầu. Các đội này sẽ cạnh tranh để thiết kế và phát triển các rơle công suất quang cần thiết để nó hoạt động. Các mục tiêu của chương trình bao gồm việc trình diễn các thành phần chính của mạng năng lượng có khả năng phục hồi, tốc độ ánh sáng.

Tiến sĩ Paul Jaffe, người đứng đầu chương trình POWER tại DARPA, cho biết: “Dự án này có tiềm năng thúc đẩy việc phát điện theo cấp độ lớn, có thể định hình lại hoàn toàn mối quan hệ của xã hội với năng lượng”. Ông nói thêm: “Mạng lưới năng lượng không dây có thể khai thác năng lượng từ các nguồn mới và đa dạng, bao gồm cả từ không gian, đồng thời kết nối chúng với những người tiêu dùng đang thiếu năng lượng một cách nhanh chóng và đáng tin cậy”. các vỏ gắn vào khung máy bay hiện có để chuẩn bị cho thử nghiệm tiếp theo trong giai đoạn 2.

Như DARPA đã chỉ ra, chùm năng lượng có khả năng làm cho máy bay trong tương lai nhỏ hơn và ít tốn kém hơn bằng cách giảm đáng kể không gian nhiên liệu và động cơ. Điều này sẽ được nghiên cứu thông qua các mô hình khái niệm trong giai đoạn một. Cuối cùng, những nền tảng mới, nhỏ hơn, phân tán này có thể cung cấp các máy bay tiết kiệm chi phí với tầm hoạt động và độ bền gần như không giới hạn để hỗ trợ các hoạt động quân sự.

Việc đánh giá từng thiết kế rơle sẽ dựa trên khả năng chuyển hướng năng lượng một cách chính xác và hiệu quả, điều chỉnh mặt sóng để đảm bảo chất lượng chùm tia cao và thu năng lượng bằng bộ điều tiết có thể điều chỉnh. Trong giai đoạn cuối cùng và quan trọng nhất của chương trình, các rơle sẽ được thử nghiệm trên đường quang học trên không để cung cấp 10 kilowatt năng lượng quang học tới máy thu mặt đất cách nguồn laser mặt đất 124 dặm (200 km).

“Năng lượng là nền tảng cho mọi hoạt động của con người, bao gồm cả phòng thủ. Jaffe giải thích: Chúng tôi cần những cách để cung cấp năng lượng khắc phục những điểm yếu và những thiếu sót khác của mô hình hiện tại của chúng tôi”. Ông nói thêm: “Bước nhảy vọt tiếp theo trong việc truyền phát năng lượng quang học có thể xoay quanh các công nghệ chuyển tiếp”.

Điều này rất quan trọng vì các rơle hiệu quả sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra mạng năng lượng không dây thực tế, linh hoạt và có khả năng thích ứng. Họ sẽ giải quyết vấn đề tổn thất chuyển đổi phát sinh khi chuyển đổi sóng lan truyền thành điện năng nhiều lần trong hệ thống nhiều bước nhảy. Ngoài ra, rơle cho phép truyền tải ở độ cao hiệu quả hơn, vượt trội hơn so với năng lượng truyền qua bầu khí quyển hỗn loạn ở tầng dưới. Bằng cách tạo ra một lớp quang học ở độ cao lớn, mạng năng lượng không dây có thể thiết lập đường trục tầm xa, thông lượng cao.

Jaffe giải thích: “Mỗi nhóm được chọn đều đề xuất các phương pháp tiếp cận kỹ thuật độc đáo cho vấn đề chuyển tiếp chùm tia năng lượng, từ sự kết hợp mới của các công nghệ hiện có đến những đổi mới công nghệ có rủi ro cao, mang lại lợi ích cao”. Ông nói: “Phạm vi giải pháp được đề xuất bao gồm sự cân bằng giữa hiệu suất được đảm bảo và những đột phá tiềm năng về kích thước, trọng lượng và sức mạnh để hỗ trợ các hệ thống phân tán nhỏ cho mạng năng lượng không dây trong tương lai”.

Phân phối điện qua mạng

"Giai đoạn đầu tiên sẽ bao gồm các cuộc trình diễn trên băng ghế dự bị về các công nghệ quan trọng và dự kiến ​​​​kéo dài 20 tháng với khả năng có thêm các nỗ lực giảm thiểu rủi ro bổ sung trong ba tháng. Giai đoạn thứ hai sẽ bao gồm một cuộc trưng cầu mở vào đầu năm 2025 và sẽ tập trung vào việc tích hợp của các công nghệ chuyển tiếp lên nền tảng hiện có để trình diễn trên không, năng lượng thấp", DARPA cho biết.