Китай обяви, че е постигнал пробив в безжичното предаване на енергия от космоса

Китайски учени демонстрираха първата в света система за безжично предаване на енергия към множество движещи се цели едновременно. Наземният прототип предава 1 180 W на разстояние 100 метра с ефективност на преобразуване на DC-DC от 20,8%, като микровълновият лъч остава фокусиран с 88% точност. Това е важна стъпка към създаването на орбитални „безжични зарядни станции“, които ще захранват сателитите и евентуално ще предават енергия от космоса към Земята.

В орбитата няма облаци, дъжд или нощ – слънчевите панели могат да събират енергия денонощно с плътност на потока 5-10 пъти по-висока, отколкото на Земята. Проблемът е как тази енергия да се достави до мястото, където е необходима (до друг сателит, до космическа станция или до приемна антена на Земята). Микровълновият метод е подходящ за това: електричеството се преобразува в микровълни, които се предават от космоса до земен приемник, където се преобразуват отново в ток. Специалистите от университета в Сиан са усъвършенствали напълно този цикъл, включително конфигурацията „един предавател – множество подвижни приемници“.

През 2014 г. екипът предложи оригинален проект за сферичен концентратор на светлина, наречен Omega. През 2022 г. системата стана първата в света, която работи в пълен цикъл: улавя слънчевата светлина, преобразува я в електричество, превръща я в микровълни, предава и приема. Настоящата версия, Distributed Omega, решава проблема с мащаба. Вместо една гигантска структура се предлага модулна система: много идентични независими единици, които могат да се сглобяват в орбита като кубчета, да се местят едно по едно и постепенно да увеличават мощността си. От техническа гледна точка това прави проекта по-лесно осъществим.

Най-важното е, че е решен проблемът с точността на проследяване, необходима за захранване на движещи се обекти, пише China Daily. При симулационен експеримент дрон, летящ със скорост 30 км/ч, постоянно получава 143 W от разстояние 30 метра. Тестовете са симулирали орбитални условия, при които сателитите и космическите станции се движат постоянно един спрямо друг.

В сравнение с 2022 г. ефективността на преобразуване на постоянния ток на разстояние, по-голямо от 100 метра, се е увеличила от 15% на 20,8%. Ефективността на събиране на лъча (колко точно енергията достига до приемника) е достигнала 88% – това означава, че микровълновият лъч остава „фокусиран лъч“ и не се размива в пространството. Предаваната мощност е 1180 вата, което е достатъчно за захранване на няколко малки сателита или безпилотни летателни апарати. За сравнение, предишните демонстрации обикновено бяха от точка до точка и с фиксиран приемник.

Пекин е включил космическата слънчева енергия в настоящия си петгодишен план (2026-2030 г.). Планът предвижда до 2030 г. да бъде извършен орбитален тест с мощност от мегават, а до 2050 г. да бъде изградена гигаватна станция в геостационарна орбита, която да предава чиста енергия директно на Земята (с възможност за захранване на отдалечени райони, военни бази или региони, засегнати от извънредни ситуации).