Nieuw record in draadloze energieoverdracht van bijna 9 km door DARPA

In een baanbrekende reeks tests in New Mexico heeft het POWER-programma van DARPA een indrukwekkend record gevestigd op het gebied van draadloze energieoverdracht. Met meer dan 800 watt vermogen over een afstand van 8,6 kilometer is een belangrijke mijlpaal bereikt. Deze ontwikkeling kan de manier waarop energie wordt geleverd op afgelegen locaties, zoals slagvelden of rampgebieden, ingrijpend veranderen.

Recordbrekende prestatie in draadloze energieoverdracht

Het Persistent Optical Wireless Energy Relay (POWER) programma, geleid door DARPA, heeft onlangs een uitzonderlijke prestatie geleverd. Tijdens een testcampagne werd meer dan een megajoule aan energie overgedragen via een laser over een afstand van 8,6 kilometer. Dit is een enorme sprong voorwaarts ten opzichte van eerdere records, waarbij 230 watt over 1,7 kilometer werd overgedragen. De demonstratie, bekend als de POWER Receiver Array Demo (PRAD), laat zien dat draadloze energieoverdracht over lange afstanden geen sciencefiction meer is, maar een realistische mogelijkheid.

Paul Jaffe, programmamanager van POWER, sprak vol trots over de resultaten. Hij wees erop dat deze test alle eerdere demonstraties van optische energieoverdracht op het gebied van vermogen en afstand verpletterd heeft. De samenwerking tussen industrie en overheid, waaronder het U.S. Naval Research Laboratory en de High Energy Laser Systems Test Facility (HELSTF) op de White Sands Missile Range, speelde een sleutelrol in dit succes.

Innovatieve technologie achter de doorbraak

De technologie die dit record mogelijk maakte, is ontwikkeld door Teravec Technologies onder leiding van Raymond Hoheisel, met ondersteuning van Packet Digital en het Rochester Institute of Technology. De nieuwe ontvanger voor draadloze energieoverdracht maakt gebruik van een compacte opening waar de laserstraal in schijnt. Een parabolische spiegel kaatst het licht vervolgens naar tientallen fotovoltaïsche cellen, ook wel zonnecellen genoemd, die de energie omzetten in bruikbare stroom.

Wat deze test extra indrukwekkend maakt, is dat zowel de zender als de ontvanger op de grond stonden. Dit betekent dat de straal door het dikste deel van de atmosfeer moest reizen, wat de omstandigheden bijzonder uitdagend maakte. Jaffe legde uit dat het veel eenvoudiger is om een straal verticaal omhoog of omlaag te sturen, omdat er dan minder atmosfeer in de weg zit. Door te testen onder deze zware omstandigheden wilde het team de robuustheid van de technologie bewijzen.

Toepassingen van draadloze energieoverdracht in de praktijk

De militaire sector ziet grote mogelijkheden in draadloze energieoverdracht. Energievoorziening op afgelegen locaties, zoals slagvelden of gebieden die door rampen zijn getroffen, is vaak een logistieke nachtmerrie. Traditionele methoden om brandstof of batterijen te leveren zijn langzaam, riskant en kosten veel middelen. Met deze technologie kan energie direct worden overgedragen van een locatie waar het gemakkelijk kan worden opgewekt naar een plek waar het dringend nodig is. Dit opent nieuwe deuren voor platformen die niet langer beperkt worden door brandstoftekorten, zoals onbemande luchtvaartuigen (UAV’s).

Hoewel efficiëntie niet het hoofddoel van deze demonstratie was, behaalde het team een rendement van meer dan 20% bij kortere afstanden. Dit percentage geeft aan hoeveel optisch vermogen uit de laser werd omgezet in elektrisch vermogen aan de ontvangstkant. Het ontwerp van de ontvanger werd in slechts drie maanden voltooid, wat aantoont hoe snel vooruitgang kan worden geboekt als de focus ligt op innovatie boven perfectie.

Wat betekent dit voor de industrie?

De succesvolle PRAD-tests hebben de industrie wakker geschud. Jaffe merkte op dat deze demonstratie bestaande ideeën over de grenzen van draadloze energieoverdracht heeft doorbroken. Bedrijven en onderzoekers beginnen nu na te denken over wat er allemaal mogelijk is met deze technologie. Het POWER-programma heeft een belangrijke stap gezet in het verminderen van risico’s voor langeafstandsenergieoverdracht en kijkt nu vooruit naar de volgende fase. In POWER Phase 2 zal de focus liggen op geïntegreerde relais en verticale energieoverdracht, waarbij creativiteit en innovatie van partners worden gevraagd.

Toekomst van draadloze energieoverdracht in zicht

Met de recente doorbraak in New Mexico heeft het POWER-programma een stevige basis gelegd voor de toekomst van energieoverdracht over lange afstanden. De technologie is schaalbaar naar hogere vermogensniveaus en kan worden geïntegreerd in diverse platformen. Hoewel er nog uitdagingen zijn, zoals het verbeteren van de efficiëntie en het testen onder verschillende omstandigheden, is de potentie van draadloze energieoverdracht onmiskenbaar. De industrie en militaire sector kijken reikhalzend uit naar wat de volgende stappen zullen brengen.