Pozor! Letí elektřina

Na Novém Zélandu otestují posílání elektřiny vzduchem

V Aucklandu sídlící společnost Emrod spolupracuje s novozélandským dodavatelem elektřiny Powerco na vývoji prototypu systému, který by umožnil přenos elektrické energie vzduchem. Nejprve se jej chystají otestovat v uzavřeném zkušebním zařízení, poté by mělo v rámci samostatného projektu dojít k poslání elektřiny ze solární elektrárny na Severním ostrově klientovi nacházejícímu se několik kilometrů daleko. Týdeník Hrot ve svém článku citujícím The Economist připomněl, že přenos elektřiny vzduchem již před  120 lety testoval v USA Nikola Tesla.

Cílem projektu Emrodu je přenést elektřinu v podobě úzkého paprsku tvořeného mikrovlnami. Tím budou překonány dvě základní trhliny v původním Teslově plánu. Zaprvé to, jak účtovat lidem elektřinu, kterou si mohou jednoduše stáhnout ze vzduchu. A zadruhé rychlý pokles signálu s rostoucí vzdáleností od zdroje.  Přenos elektřiny ve formě úzkého paprsku místo jejího vyzařování do všech směrů pomáhá tento problém minimalizovat.

Vyzkoušeno v  NASA

Nejedná se o první pokus o bezdrátový přenos energie, jak Emrod proces nazývá. Předchozí však proběhly především pro vojenské účely nebo pro využití ve vesmíru. V roce 1975 americká vesmírná agentura NASA použila mikrovlny k vyslání 34 kilowattů elektřiny na vzdálenost 1,6 kilometru, čímž vytvořila dosud nepřekonaný rekord. K vývoji pro komerční účely však nikdy nedošlo.

Emrod bude nejprve přenášet několik kilowattů na vzdálenost 1,8 kilometru. Poté bude postupně navyšovat jak výkon, tak vzdálenost. Rozhodující proměnnou představuje efektivita, s níž je možné celou operaci provádět. Ta se podle zástupců firmy momentálně pohybuje kolem 60 procent. Tato hodnota má být dostatečná k tomu, aby byl bezdrátový přenos energie za určitých okolností komerčně využitelný, například v případě odlehlých oblastí, kdy by odpadly značné náklady na vybudování elektrické sítě. Emrod má v rukávu dvě esa, kterými se chystá situaci zlepšit. Jedním je využití reléových stanic. A druhým je zlepšení výkonu přijímačů využitím tzv. metamateriálů.

Za pomoci mikrovln

Reléové stanice jsou pasivní zařízení, která fungují jako čočky. Přenášejí mikrovlnný paprsek a posílají ho dál s minimálními přenosovými ztrátami. V případě potřeby jej dokážou i přesměrovat. To znamená, že vysílač a přijímač se nemusejí nutně vzájemně vidět. Metamateriály jsou kompozity obsahující nepatrné množství vodivých kovů a izolační umělé hmoty uspořádané tak, že při jejich vzájemné reakci vzniká elektromagnetické záření, jako jsou v určitých případech mikrovlny. Už teď se využívají v tzv. maskovacích zařízeních, která umožňují válečným lodím a vojenským letounům skrýt se před radarem. Je ovšem možné je využít také v přijímací anténě k efektivnější přeměně elektromagnetických vln na elektřinu. Vysílání silných mikrovln vzduchem s sebou nese rizika. Podobné vlny jsou koneckonců využívány v mikrovlnných troubách k ohřevu. Emrod tvrdí, že krátkodobé působení paprsků by pro lidi a zvířata nemělo být nijak škodlivé vzhledem k poměrně malému měrnému výkonu. I tak budou paprsky chráněny tzv. laserovými clonami, aby se předešlo případným nehodám. Jedná se o nízkoenergetické laserové paprsky, které samy o sobě nejsou nebezpečné. Pokud by však clona byla jakkoli narušena, například ptáky nebo nízko letícími vrtulníky, systém to okamžitě zaregistruje a přenos mikrovln pozastaví. Výpadek vykryje baterie na přijímacím konci.

Několik zájemců

Pokud se bezdrátový přenos energie uchytí, nebude mít podle Hrotu Emrod celý trh jen pro sebe, protože tuto myšlenku totiž aktuálně rozvíjí hned několik firem. V Singapuru sídlící TransferFi pracuje na systému, který upravuje paprsky rádiových vln, jež mají obecně nižší frekvenci než mikrovlny, tak aby dokázaly přenášet elektřinu do konkrétních přijímajících zařízení. Tato myšlenka pracuje pouze s krátkými vzdálenostmi a jejím cílem je obstarat energii pro přístroje v továrnách a domácnostech.

Americká firma PowerLight Technologies spolupracuje s tamními ozbrojenými složkami na využití laserů k přenosu elektřiny na odlehlé základny a napájení dronů ve vzduchu. Společnost pomýšlí i na komerční využití, stejně jako japonská strojírenská společnost Mitsubishi Heavy Industries. Obzvláště Mitsubishi má obří ambice. Kromě průmyslového využití na Zemi zkoumá, jak by bylo možné vysílat elektřinu z geostacionárních družic vybavených solárními panely. To by znamenalo překonat více než 35 tisíc kilometrů.