انتقال توان 1.6 کیلووات به صورت بی‌سیم توسط ارتش آمریکا!

انتقال توان 1.6 کیلووات به صورت بی‌سیم توسط ارتش آمریکا!

انتقال توان 1.6 کیلووات به صورت بی‌سیم توسط ارتش آمریکا!
انتقال توان 1.6 کیلووات به صورت بی‌سیم توسط ارتش آمریکا!

خبر بسیار جالبی که تازگی منتشرشده، رونمایی نیروی دریایی ارتش ایالات‌متحده آمریکا از آزمایش موفقیت‌آمیز خود درزمینه انتقال انرژی بی‌سیم است! چالشی که حدود دو قرن پیش و با ایده‌پردازی‌های نیکولا تسلا مطرح شد و برای مدت زیادی غیرممکن به نظر می‌رسید. نکته بسیار جالب دیگر در مورد این دستاورد جدید این است که تکنولوژی حاضر کاملاً برای موجودات زنده بی‌خطر و استفاده از آن امن است. برای جزییات بیشتر با سیسوگ همراه باشید.

پروژه انتقال انرژی بی‌سیم که بانام SCOPE-M (یا انتقال تابشی توان به‌صورت مستمر و ایمن) شناخته می‌شود، توسط آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی دریایی ارتش آمریکا (NRL) توسعه داده‌شده است. طبق توصیف محققین این رونمایی، بزرگ‌ترین دستاورد در این زمینه، طی پنجاه سال اخیر بوده است. آن‌ها موفق شدند که توانی به میزان 1.6kW را از فاصله‌ای بیش از یک کیلومتر به‌وسیله اشعه مایکروویو منتقل کنند.

 

کار از کجا شروع شد؟

همان‌طور که گفته شد، ایده انتقال انرژی بی‌سیم از مدت‌ها پیش وجود داشته است. در دهه 1970 میلادی، فناوری در این زمین بالاخره به‌اندازه‌ای پیشرفت کرد که Gerard K. O’Neil، فیزیکدان آمریکایی، ایده  ایجاد نیروگاه‌هایی فضایی برای دریافت انرژی خورشیدی و سپس ارسال بی‌سیم این انرژی به زمین را مطرح کرد.

 

انتقال انرژی بی‌سیم چگونه صورت می‌گیرد؟

اما بپردازیم به اصول این پروژه که ساده هم به نظر می‌رسد. اتفاقی که می‌افتد این است که در سمت مبدأ، الکتریسیته به امواج مایکروویو تبدیل‌شده و سپس در یک اشعه باریک متمرکز می‌شود. درنهایت این اشعه را به‌سوی گیرنده می‌تابانند. خود گیرنده نیز از اجزایی به اسم “Rectenna Elements” یا آنتن یک‌سوساز تشکیل‌شده است. عناصر گفته‌شده درواقع قطعه بسیار ساده‌ای هستند که از یک آنتن دوقطبی x-band و یک دیود RF تشکیل‌شده‌اند. وقتی‌که موج ماکروویو به یک Rectenna برخورد می‌کند، این عنصر تولید جریان DC خواهد کرد.

باوجود شک و شبهه‌هایی که مورد این روش انتقال توان وجود داشت، تحقیقات حاضر نشان می‌دهند که انتقال توان با تابش امواج مایکروویو بسیار بهینه است. تا جایی که سازمان دفاع آمریکا به تیم تحقیقاتی NRL به سرپرستی Cristopher Rodenbeck، وظیفه توسعه پروژه SCOPE-M را سپرده است. هدف این پروژه نیز، آزمایش امکان استفاده و کاربرد عملی این فناوری است.

 

اشعه مایکروویو

آزمایش پروژه SCOPE-M در دو نقطه مکانی مختلف آزمایش‌شده است. مکان اول در پایگاه تحقیقاتی Blossom Point در Maryland و دیگری در MIT ماساچوست. فرکانس انتخاب‌شده برای موج، 10GHz بوده است که دلایل آن‌ها در ادامه متوجه می‌شویم. یکی از مزیت‌های مهم استفاده از این فرکانس، امکان انتقال توان در شرایط آب و هوایی نامناسب مثل باران شدید و با اتلاف توانی کمتر از 5 درصد است. دلیل مهم دیگر این است که طبق استاندارد بین‌المللی، انتقال توان با این فرکانس هیچ آسیبی به پرندگان، حیوانات و انسان‌های حاضر در محدوده، نمی‌رساند و از این نظر کاملاً ایمن است. این در حالی است که در سیستم‌های قدیمی‌تر که بر پایه اشعه لیزر کار می‌کردند در صورت اینکه موجود زنده‌ای در مقابل مسیر انتقال توان قرار می‌گرفت، به دلیل خطر بالای این اشعه، انتقال توان به‌صورت خودکار قطع می‌شد. با دستاورد حاضر، بدون نگرانی از خطر تهدید موجودات زنده، می‌توان به‌صورت مستمر، توان را منتقل کرد.

در آزمایش‌های انجام‌شده در Maryland، عملیات انتقال توان با بهینگی 60 درصد انجام شد. اما در آزمایش‌های ماساچوست بااینکه به همان پیک توانی دست پیدا نکردند، سطح میانگین توان دریافتی بالاتر بود و درنتیجه انرژی بیشتری منتقل شد.

 

چشم انداز پروژه SCOPE-M

ممکن است در آینده شاهد استفاده از فناوری SCOPE-M برای انتقال توان در فواصل طولانی باشیم. و حتی مشابه ایده‌ای که گفته شد از یک ماهواره‌ای که انرژی خورشیدی را دریافت می‌کند، توان را به زمین ارسال کنیم. یک مزیت بسیار قابل‌توجه این روش نسبت به منابع انرژی تجدید پذیری فعلی، این است که برخلاف تمام آن‌ها می‌تواند به‌صورت 24 ساعته و در تمام سال انرژی را تأمین کند.

بااین‌وجود یکی از کاربردهای عملی‌تر و نزدیک‌تر این پروژه که وزارت دفاع نیز مدنظر دارد، انتقال توان به نیروهای نظامی در میادین جنگی است که درنتیجه آن‌ها را از عمل پرهزینه و پرخطر انتقال سوخت بی‌نیاز می‌کند.

طبق گفته Brian Tierney، یکی از مهندسین الکترونیک پروژه SCOPE_M :

اگرچه SCOPE-M در آزمایش‌های فعلی تنها موفق به انتقال توان روی سطح زمین شده است اما اثباتی بر این امر است که ایده انتقال توان از فضا به‌صورت تابشی، امکان‌پذیر خواهد بود.

مزیت اصلی چنین انتقال توانی از فضا، کاهش وابستگی نیروهای نظامی به منابع سوخت است که همواره نسبت به حمله آسیب‌پذیر هستند.

   در ویدیوی زیر می‌توانید تصاویری از پروژه SCOPE-M و جزییات این فناوری را مشاهده کنید:

منبع

 

1 نفر

پــــســنــدیـده انـد

توجه

سیاوش
سیاوش

کارشناس ارشد الکترونیک دیجیتال، علاقه‌مند به یادگیری

دیدگاه ها

2 دیدگاه

  • سینا
    ۱۰ اردیبهشت ۱۴۰۱

    همین مقدار اگه بجا کیلووات مگاواماتها بود چی میشد ?

    • سیاوش ایرانپاک
      سیاوش
      ۱۱ اردیبهشت ۱۴۰۱

      بله امیدواریم که این تکنولوژی در آینده به چنین پیشرفتی هم برسه ?

پر بحث ترین ها

مسابقه دوم : چالش برنامه نویسی به زبان C

مسابقه دوم : چالش برنامه نویسی به زبان C

مسابقه اول سیسوگ (مسابقه اول: درک سخت افزار) انتقادهای زیادی رو در پی داشت تا جایی که حتی خودمم به نتیجه مسابقه...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 3 سال پیش
راه اندازی LCD گرافیکی Nokia 1661

راه اندازی LCD گرافیکی Nokia 1661

LCD گرافیکی یکی از مهم ترین پارامترهای موجود در طراحی انواع مدارات الکترونیکی پیچیده و حتی ساده است ، نمایش وضعیت و...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 4 سال پیش
ریموت کدلرن و چکونگی دکد کردن آن به همراه سورس برنامه

ریموت کدلرن و چکونگی دکد کردن آن به همراه سورس برنامه

ریموت کنترل امروزه کاربرد زیادی پیدا کرده است؛ از ریموت‌های درب بازکن تا ریموت‌های دزدگیر و کنترل روشنایی همه از یک اصول اولیه پیروی می‌کنند و آن‌هم ارسال اطلاعات به‌صورت بی‌سیم است....

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 5 سال پیش
همه چیز درباره ریموت کنترل‌های هاپینگ

همه چیز درباره ریموت کنترل‌های هاپینگ

امنیت همیشه و در همه‌ی اعصار، مقوله‌ی مهم و قابل‌توجه‌ ای بوده و همیشه نوع بشر به دنبال امنیت بیشتر، دست به ابداعات و اختراعات گوناگونی زده است. ریموت کنترل یکی از این اختراعات است. در این مقاله، به بررسی امنیت انواع ریموت‌های کنترل خواهیم پرداخت....

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 5 سال پیش
مسابقه سوم: استخراج داده از رشته ها در زبان C

مسابقه سوم: استخراج داده از رشته ها در زبان C

نزدیک به 5 ماه از مسابقه دوم سیسوگ می‌گذره و فکر کردم که بد نیست یک چالش جدید داشته باشیم! البته چالش‌ها...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 2 سال پیش
مسابقه ششم: بزن میکروکنترلر را بسوزون!

مسابقه ششم: بزن میکروکنترلر را بسوزون!

بزنم میکروکنترلر را بسوزونم اونم تو  این شرایط!، طراحی مسابقه از اون چیزی که به نظر می‌رسه سخت‌تر است، باید حواست باشه...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 1 سال پیش
آموزش قدم به قدم راه اندازی NRF24L01

آموزش قدم به قدم راه اندازی NRF24L01

آموزش قدم به قدم راه اندازی +NRF24L01  با کتابخانه سازگار با انواع میکروکنترلرها و کامپایلرها قبل از اینکه قسمت بشه با ماژول...

رسول خواجوی بجستانی رسول خواجوی بجستانی
  • 3 سال پیش
ساخت ماینر با FPGA و ARM

ساخت ماینر با FPGA و ARM

چند ماهی هست که تب بیت کوین و ارزهای دیجیتال خیلی بالا رفته! چه شد که این پست را نوشتم همانطور که...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 3 سال پیش
کار با ماژول تمام عیار mc60 – قسمت دوم – راه اندازی OpenCPU

کار با ماژول تمام عیار mc60 – قسمت دوم – راه اندازی OpenCPU

در قسمت اول به یکسری اطلاعات کلی ماژول mc60 پرداختیم، با نرم افزار QNavigator کار کردیم و یک هدربرد هم برای کار...

Mahdi.h   Mahdi.h  
  • 3 سال پیش
مسابقه چهارم: کدام حلقه سریع‌تر است؟

مسابقه چهارم: کدام حلقه سریع‌تر است؟

حدود ۷ ماه پیش، مسابقه سوم سیسوگ رو برگزار کردیم و کلی نکته در مورد خواندن رشته‌های ورودی را بررسی کردیم. فکر...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 2 سال پیش
سیـــســـوگ

مرجع متن باز آموزش الکترونیک