Новозеландцы протестируют прототип системы микроволновой передачи электричества

Новозеландская компания договорилась с местными поставщиками электричества о тестировании прототипа системы микроволновой передачи электроэнергии. Технология отличается безопасностью для живых существ и высоким коэффициентом полезного действия приемного устройства. Испытания начнутся с передачи двух киловатт и постепенно будут масштабироваться до коммерческих мощностей, сообщили разработчики в интервью New Atlas.

В идее передачи электричества радиоволнами нет ничего нового. Выпрямляющие антенны известны с первой половины XX века, в 60х годах в США тестировали вертолет с микроволновым питанием, а сейчас испытывают энергопередающие спутники. Впрочем, подобные системы не нашли коммерческого или широкого практического применения по нескольким причинам. При радиопередаче теряется от половины до трети энергии, и при этом разработчикам необходимо достичь компромисса между размером антенны с одной стороны и эффективностью и безопасностью с другой.

Второй по размеру поставщик электроэнергии в Новой Зеландии, Powerco, выделил финансирование компании Emrod. Компания должна провести испытания прототипа системы микроволновой передачи энергии на уровне, пригодном для коммерческого использования. Текущий (первый) прототип будет передавать только пару киловатт на один километр, а в готовом виде система сможет передавать энергию на десятки километров между двумя вышками при условии сохранения прямой видимости.

Глава компании Грег Кушнир (Greg Kushnir) заявляет, что выйти на рынок им позволят два решения. Первое — чрезвычайно эффективная принимающая антенна. Детали устройства пока не называются, но коэффициент полезного действия, по заверению разработчиков, должен приближаться к ста процентам за счет использования радиопоглощающих метаматериалов. Таким образом итоговая эффективность системы будет зависеть только от передающего устройства, а у имеющегося прототипа она примерно равна 70 процентам. Это заметные потери, но при этом уже не такие большие, если сравнивать с проводной низковольтной электросетью (10-15 процентов). Также представители компании надеются на повышение энергоэффективности радиоизлучателей из-за развития сетей 5G. 

Вторая ключевая инновация — комплекс мер по безопасности. Микроволновое излучение становится опасным при совпадении двух факторов: короткие (сантиметровые) волны и высокая плотность потока энергии. Если направленный микроволновый канал имеет площадь сечения сто квадратных метров и передает мощность сто киловатт, он не навредит живым существам, поскольку его поток энергии не плотнее солнечного в жаркий день на экваторе. Разработчики планируют оставаться в этом диапазоне плотности, но на случай, если ее придется увеличить, они разработали систему лазерного прерывания, похожую на ту, которая не дает дверям лифта зажимать предметы. По периметру антенн установят лазеры, которые будут обнаруживать препятствия, такие как вертолеты или птицы, и выключать передатчик. А чтобы электричество не пропало в пункте приема представители компании предлагают устанавливать батареи или делать каналы парными.

Изобретатели не считают свою технологию заменой традиционным проводам. Скорее, они видят ее дополнением, уместным в трудных природных условиях — для подключения островов, горных поселков, природных заповедников и других подобных мест, где трудно провести традиционные ЛЭП.

У микроволновой электропередачи есть конкуренты: например, американские военные пробуют передавать энергию лазером. Для небольших расстояний уже существует индукционная зарядка, которую можно даже резать ножницами.

Василий Зайцев