Транспортировка энергии, являющаяся основой всей человеческой деятельности, находится в центре преобразований благодаря совместной инициативе Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) и компании Raytheon в рамках амбициозного совместного проекта с бюджетом в 10 миллионов долларов: воздушной беспроводной ретрансляционной системы для передачи энергии, получившей название POWER (Persistent Optical Wireless Energy Relay).
Основная цель этой системы — обеспечить надежный и эффективный источник энергии в сложных оперативных условиях, часто характеризующихся трудными и непредсказуемыми условиями. К таким условиям могут относиться зоны военных конфликтов или отдаленные регионы, где доступ к традиционным источникам энергии ограничен или вообще отсутствует. Эта инновация, объединяющая лазерные технологии и высотные беспилотники, также открывает новые перспективы в управлении гражданской энергетикой.
Настоящая энергетическая паутина
Система POWER основана на использовании высотных беспилотников, оснащенных передовыми технологиями приема и передачи энергии. Говоря конкретнее, эти устройства предназначены для работы на большой высоте, где они могут улавливать энергию, передаваемую лазерами на земле, и перенаправлять ее в места, нуждающиеся в энергии.
Система POWER представляет концепцию «энергетической паутины», воплощенную в дронах, — динамичной и гибкой воздушной системы распределения энергии. Военные логисты могут точно и оперативно распределять энергию. Эта возможность особенно полезна в зонах военных конфликтов или удаленных регионах, где традиционная энергетическая инфраструктура либо отсутствует, либо находится под угрозой.
Эта энергетическая сеть решает эти проблемы, обеспечивая надежный и непрерывный источник энергии для поддержания операций и связи в полевых условиях. Она способна поддерживать различные военные объекты, включая наземные, воздушные и морские аппараты. Например, разведывательный беспилотник может находиться в воздухе неограниченное время, получая энергию от воздушной ретрансляционной сети, что является значительным стратегическим преимуществом.
Этот способ передачи энергии с помощью лазера представляет собой настоящий технологический прорыв по сравнению с традиционными методами. Помимо непосредственной передачи энергии, беспилотники могут использоваться в качестве ретрансляторов для увеличения общей дальности распространения, что позволяет расширить зону охвата. Эта технология также дает возможность быстро перенаправлять энергию в разные точки в зависимости от оперативных потребностей.
Технические проблемы энергетической паутины
Несмотря на инновационность и гибкость, система POWER не лишена технических проблем, особенно в плане энергоэффективности. Одним из основных ограничений являются потери энергии на каждом этапе передачи. Когда электричество преобразуется в лазерное излучение и наоборот, часть энергии неизбежно теряется. Более того, в ретрансляционных системах типа POWER, где энергия должна быть передана через несколько точек, прежде чем достигнет конечного пункта назначения, эти потери могут накапливаться.
Однако важно рассматривать эти потери в перспективе. В военных операциях традиционная транспортировка топлива, часто наземными или воздушными конвоями, не только дорогостоящая, но и рискованная. Система POWER позволяет устранить эти риски, обеспечивая дистанционную передачу энергии, снижая зависимость от уязвимых цепочек поставок топлива и повышая безопасность операций.
Помимо военного применения, программа POWER способна принести дополнительные решения по распределению энергии в гражданский сектор. DARPA предлагает использовать эту технологию в виде «беспроводной энергетической сети», которая может изменить способы доставки и потребления энергии в повседневной жизни.
Эта технология позволит передавать энергию на большие расстояния без ограничений физической инфраструктуры, такой как линии электропередач. Это позволит не только сократить расходы и время, связанные со строительством и обслуживанием такой инфраструктуры, но и повысить устойчивость сети в случае стихийных бедствий или других сбоев.
Кроме того, инновационный подход программы POWER к распределению энергии обеспечивает беспрецедентную гибкость, облегчая интеграцию возобновляемых источников, таких как солнечная или ветровая энергия, расположенных в отдаленных районах или имеющих непостоянный характер производства. Такая возможность направлять энергию из диверсифицированных, непостоянных источников в районы с непостоянным спросом означала бы значительный прогресс на пути к более устойчивому переходу к энергетике. Это позволит снизить зависимость от ископаемого топлива, задействовать ранее недоступные энергетические ресурсы и создать более устойчивую и экологически ответственную энергетическую сеть.