ワイヤレス電力伝送は、少なくとも国防高等研究計画局の最新のテストが示すように、研究室での好奇心から現実世界での実用化へと進みつつある。
DARPAによると、持続光無線エネルギー中継（POWER）チームプログラムは、レーザー発信器から8.6キロメートル離れた受信機へ、30秒間の伝送で800ワット以上の電力を伝送することに成功した。この成果を祝うため、POWERチームは伝送されたエネルギーの一部を使ってポップコーンを作った。これは、怠け者の大学院生たちが高エネルギーレーザー兵器化の陰謀を阻止する1985年のヴァル・キルマー主演映画『リアル・ジーニアス』へのオマージュである。
参考までに、800ワットはそれほど大きな電力ではありませんが、小型冷蔵庫、照明、RV設備を動かすには十分です。DARPAの意図通りに技術が拡張されれば、実用的なスタートと言えるでしょう。
そして、それはポップコーンや個人用ガジェットだけの問題ではありません。DARPA は戦場に目を向けています。
POWERプログラムは、戦場で使用可能なシステムの開発を目指すDARPAの戦術技術局の管轄下にあります。具体的には、このプログラムは、バッテリーの制限やテザー電源の制約を受けない軍事技術の開発に役立つ可能性があります。DARPAは、このプログラムのこれまでの成果は、その目標に向けた「重要な一歩」であると述べています。
これまで報告された光パワービームのパワーと距離のデモンストレーションを、私たちが完全に打ち負かしたことは疑いの余地がありません。
DARPA は、これまでの無線レーザー電力伝送の試みは POWER の実証よりもかなり効果が低かったと指摘しており、これまでの「かなりの量の光電力」の記録は、1.7 キロメートル (1 マイル強) の距離でわずか 230 ワットの伝送に過ぎなかったという。
「これまで報告された光パワービームのパワーと距離のデモンストレーションを、われわれが完全に打ち負かしたことは疑いの余地がない」とPOWERプログラム・マネージャーのポール・ジャッフェ氏は声明で述べた。
この特別なテスト、POWER Receiver Array Demo（PRAD）では、レーザービーム用の新しいタイプの受信技術が実証されました。Teravec TechnologiesがPacket Digitalとロチェスター工科大学の支援を受けて設計したこの受信機は、レーザービームを最小限の光損失で入射させるコンパクトな開口部を備えています。内部では、ビームは放物面鏡に当たり、装置内に収容された数十個の太陽電池に反射され、レーザー光を使用可能な電力に変換します。
最近のPOWERテストで使用されたPRAD受信機 - クリックして拡大
まだ戦場の準備ができていない
DARPAは、この受信機は「より高い出力レベルまで拡張可能で、無人航空機などの様々なプラットフォームに統合できる」ように設計されていると述べた。しかし、高エネルギーレーザーを搭載したドローンが頭上を飛び回るようになるまでには、まだしばらく時間がかかりそうだ。
まず、電力伝送効率の問題があります。PRADのデモンストレーションは、受信機技術を迅速に検証することを目的としており、効率性には重点を置いていませんでした。DARPAの報告によると、システムはレーザー出力から受信機への電力伝送において20%強の効率を達成しましたが、これは短距離に限られていました。DARPAは5.3マイル（約8.8キロメートル）の全範囲における効率を明らかにしていませんが、実際の数値はこれより低いと推測できます。
つまり、受け取った800ワットは、射程圏内に発射されたビームエネルギー全体のほんの一部に過ぎないということです。これは現在の核融合発電の状況と似ています。科学者たちは、燃料ペレットから正味のプラス出力を得られると主張してきましたが、それはそもそもレーザーを点灯させるための莫大な電気代を無視した場合の話です。
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しかしながら、ジャッフェ氏はレジスター紙に対し、効率性を改善するのは比較的容易であるはずだと語った。
「受信機の基本設計を検証するため、デモを迅速に実施するために、使用する部品にいくつかの妥協点を設けました」とジャッフェ氏は電子メールで述べた。「将来の受信機は、より軽量な部品に加え、使用する光の波長に合わせて最適化された特殊な太陽電池を搭載する予定です。これにより、一般的な太陽電池の2倍、あるいは3倍以上の効率を実現できる可能性があります。」
それでも、これは素晴らしい偉業であり、チームは現在、今月後半に開催される Industry Day で開始される POWER プログラムの第 2 フェーズに向けて準備を進めています。
フェーズ2は「統合リレーと垂直電力伝送の利点を実証する」ことを目指しており、現在、この技術をさらに推進するための創造的なパートナーシップを模索しています。Industry Dayイベントへの登録は5月21日に締め切られます。®
