Bui Nhat Minh
Intern Writer
Việc truyền năng lượng bằng chùm tia có thể cho phép một nhà máy điện trên quỹ đạo không gian cung cấp một gigawatt điện mặt trời, đủ để cung cấp điện cho khoảng 1 triệu ngôi nhà mỗi năm.
Kể từ khi một kỹ sư bật công tắc tại Nhà máy điện Pearl ở trung tâm Manhattan vào năm 1882, việc truyền tải điện trên toàn thế giới đã đi từ điểm A đến điểm B bằng dây. Cho dù thông qua đường dây truyền tải điện cao thế, đường dây phân phối điện thấp thế hay chỉ là ổ cắm 120 vôn trong bếp của bạn, thì đó là dây điện chạy suốt chiều dài.
Mặc dù điều này có thể tốt cho ngôi nhà, doanh nghiệp và iPhone của chúng ta, nhưng cột điện và dây điện không hợp lý cho mọi tình huống, hiện tại hoặc trong tương lai. Có thể chỉ đơn giản là quá tốn kém để chạy các đường dây truyền tải cồng kềnh hoặc cáp quang đến một hòn đảo xa xôi. Sau đó là các ứng dụng không gian. Không dễ để chạy dây từ vệ tinh thu năng lượng mặt trời đến các nhà máy điện trên mặt đất . Và với nhiều ngành công nghiệp chuyển sang điện như một phần trong nỗ lực tuyệt vọng của hành tinh nhằm loại bỏ khí thải carbon, khả năng truyền điện bất cứ khi nào và bất cứ nơi nào cần thiết—có dây hay không—là quan trọng hơn bao giờ hết.
Trong hơn một thế kỷ, các nhà khoa học và kỹ sư đã suy ngẫm về một phương pháp rất khác để truyền năng lượng —không cần dây. Nó được gọi là truyền năng lượng chùm tia, và trong nhiều thập kỷ, các nhà phát minh, nhà khoa học và kỹ sư đã ở trong một cuộc diễn tập công nghệ để thực hiện điều đó. Họ đã mày mò tìm cách sử dụng vi sóng, sóng vô tuyến và thậm chí là tia laser để truyền năng lượng từ nơi này đến nơi khác.
Chúng ta có thể lần theo ý tưởng về chùm tia năng lượng ngược trở lại Nikola Tesla. Một trong những nhà phát minh vĩ đại nhất trong lịch sử, Tesla luôn có một số ý tưởng kỳ lạ. Một số cuối cùng đã thay đổi thế giới (dòng điện xoay chiều) trong khi những ý tưởng khác chỉ đơn giản là, ừm, khó hiểu (tình yêu sâu sắc với chim bồ câu). Tuy nhiên, Tesla cũng có thể là một nhà tiên tri công nghệ. Năm 1926, Tesla đã viết trên tạp chí Collier rằng "thông qua truyền hình và điện thoại, chúng ta sẽ nhìn thấy và nghe thấy nhau hoàn hảo như thể chúng ta đang đối mặt" với các thiết bị "vừa vặn trong túi áo vest của chúng ta". Áo vest không thực sự phổ biến, nhưng điện thoại thông minh đầu tiên đã xuất hiện gần 80 năm sau đó.
Sau đó có thể nói là dự án tham vọng nhất của ông—Hệ thống không dây thế giới. Đúng như tên gọi của nó, hệ thống này có thể truyền điện qua tầng điện ly của Trái đất, về cơ bản sử dụng chính hành tinh này làm vật dẫn—hoặc ít nhất đó là hy vọng của Tesla. Vì lý do tài chính, thực tế và khoa học, Hệ thống không dây thế giới của Tesla đã chìm vào lịch sử. Tuy nhiên, ý tưởng truyền năng lượng không dây vẫn tồn tại.
“Tesla đã nghĩ về các phương pháp cảm ứng…ông ấy đã nghĩ về việc sử dụng các trường điện để tạo ra dòng điện ở một nơi khác,” Stephen Sweeney, Tiến sĩ, giáo sư về quang tử và công nghệ nano tại Đại học Glasgow cho biết. “Điều đó hiệu quả trong khoảng cách ngắn…nhưng khi bạn bắt đầu đi xa, nó có xu hướng không tốt lắm.”
Bí quyết là tìm ra cách định hướng sóng điện từ. Sau những cải tiến công nghệ của Thế chiến II, các nhà khoa học đã có một vài câu trả lời cho câu đố kỹ thuật này: vi sóng và laser.
Năm 1964, kỹ sư điện người Mỹ William C. Brown đã điều khiển thành công một chiếc trực thăng nhỏ trong 10 giờ liên tục bằng cách truyền năng lượng bằng sóng vi ba. Quay trở lại năm 1975, Brown cùng với nhà khoa học Richard Dickson của NASA đã truyền thành công 30 kilowatt năng lượng trực tiếp qua một dặm bằng sóng vi ba được truyền từ một ăng-ten hình bát dài 85 foot có tên là Venus—nhưng hiệu suất chỉ đạt 50 phần trăm. Cả hai thí nghiệm đều là những thành tựu kỹ thuật, nhưng chưa đủ tốt—hoặc đủ khả năng mở rộng—để trở nên vô cùng hữu ích.
Trong những thập kỷ tiếp theo, những tiến bộ công nghệ bắt đầu thúc đẩy việc truyền năng lượng từ một thí nghiệm mới lạ thành một nhu cầu năng lượng. Những tiến bộ này bao gồm sự phát triển của máy tính, quang điện, laser và bóng bán dẫn. Xã hội cũng bắt đầu thúc đẩy quá trình điện khí hóa trước sự thay đổi khí hậu không ngừng.
“Khi nó được đề xuất lần đầu tiên, về mặt công nghệ, nó không khả thi… kể từ đó, công nghệ đã phát triển”, Sweeney nói. “Nhưng trong vài năm trở lại đây, điều thực sự khiến những thứ như thế này tái xuất hiện là một số thứ nhất định đã trở nên rẻ hơn để sản xuất”.
Rick Hodgson, giám đốc phát triển kinh doanh của công ty phát điện EMROD có trụ sở tại New Zealand, coi quá trình chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch là một lý do chính khác khiến truyền năng lượng không dây cuối cùng cũng được coi trọng. "Các tài sản được vận hành bằng nhiên liệu hóa thạch đang chuyển sang hoàn toàn bằng điện", Hodgson cho biết. "Một công ty khai thác ở Úc đã công bố một thỏa thuận trị giá 4 tỷ đô la với Liebher… để cung cấp hơn 450 xe hoàn toàn chạy bằng điện".
Bây giờ thách thức là những chiếc xe điện này cần phải sạc lại. Nhưng với chùm tia điện, xe tải khai thác điện, máy bay không người lái và vệ tinh có khả năng tiếp tục hoạt động trong khi được sạc liên tục. Điều tương tự cũng đúng với số lượng ngày càng tăng của các cảm biến thông minh điều hành thế giới kết nối của chúng ta.
Mọi công nghệ mới đều có tính cạnh tranh, nhưng công nghệ chùm tia điện vẫn đứng vững. Một phần lý do là nhiều bước sóng dọc theo quang phổ điện từ có thể hữu ích cho công nghệ chùm tia điện. Cũng như bất kỳ nguồn năng lượng nào, sự đánh đổi không thể tránh khỏi phụ thuộc vào cách sử dụng công nghệ này.
Ví dụ, hệ thống EMROD bắt đầu bằng năng lượng ngoài lưới điện. Hệ thống chuyển đổi điện DC đó thành sóng vi ba và truyền chúng theo chùm tia chuẩn trực giữa ăng-ten phát đến ăng-ten thu. Cuối cùng, nó chuyển đổi chùm tia trở lại thành năng lượng DC để có thể sử dụng. Hầu hết, nếu không muốn nói là tất cả, các thiết lập chùm tia điện đều hoạt động theo cách tương tự, nhưng sự khác biệt nằm ở bước sóng cụ thể được sử dụng giữa hai ăng-ten.
Để truyền năng lượng không dây, Emrod truyền năng lượng theo chùm tia tập trung qua một số điểm chuyển tiếp đến một “rectenna” sau đó truyền năng lượng dưới dạng vi sóng.
Sweeney, một chuyên gia về quang tử đã làm việc trong nhiều dự án phát tia laser, cho biết vi sóng có thể đi qua bầu khí quyển và không mất nhiều năng lượng. "Điểm bất lợi lớn nhất cuối cùng là vật lý vì... khả năng tập trung chùm tia phụ thuộc vào bước sóng."
Khi truyền sóng vi ba từ khoảng cách tương đối nhỏ, chẳng hạn như trong một nhà máy tự động, hoặc khoảng cách trung bình, chẳng hạn như đến một hòn đảo xa xôi, các ăng-ten có thể vẫn tương đối nhỏ. Nhưng thử cùng một kỳ tích đó bằng cách sử dụng các vệ tinh thu năng lượng mặt trời trong không gian sẽ đòi hỏi một ăng-ten thu có kích thước nhiều kilômét vuông . Bạn muốn truyền năng lượng từ một quả cầu Dyson giả định bao bọc Mặt trời? Quên nó đi.
Mặt khác, các hệ thống dựa trên laser có những ưu điểm và nhược điểm tương tự, nhưng ngược lại. Laser dễ bị nhiễu loạn khí quyển hơn, nhưng vì bước sóng của chúng nằm trong phạm vi micromet (không phải centimet như vi sóng), "bạn có khả năng tập trung chùm tia nhiều hơn và do đó bạn có thể làm cho các máy thu nhỏ lại... tương đương với máy thu cho chùm tia laser trong không gian là hàng chục mét", Sweeney nói.
Sau đó, có vùng Goldilocks, nơi bước sóng không quá nhỏ nhưng cũng không quá lớn. Đây là nơi Reach Power có trụ sở tại Hoa Kỳ xuất hiện, vì công nghệ phát năng lượng của công ty này dựa trên sóng vô tuyến trong phạm vi milimet.
"Tôi nghĩ rằng trường hợp sử dụng của chúng tôi sẽ dưới 25 km", Chris Davlantes, CEO của Reach Power cho biết. Mặc dù nó sẽ không thay thế các đường dây truyền tải trên hàng trăm km, nhưng nó có thể hoạt động cho "một cảnh quan thành phố với robot, taxi rô bốt hoặc máy bay không người lái trên bầu trời, hoặc các nền tảng cảm biến phân tán hoặc thay thế cho máy phát điện dự phòng".
Power beaming hiện là một nỗ lực toàn cầu, với các khoản đầu tư tại Hoa Kỳ hướng đến quân đội và hướng đến năng lượng xanh tại Châu Âu. Châu Á đã chứng kiến sự quan tâm lớn của các công ty viễn thông và Nhật Bản đang dẫn đầu trong lĩnh vực power beaming trên không gian. Vậy với tất cả các ứng dụng khác nhau này, khi nào bạn sẽ thấy power beaming cuối cùng trở nên phổ biến?
Nó gần hơn bạn nghĩ đấy.
Các công nghệ thú vị như năng lượng nhiệt hạch, xe bay và các loại công nghệ viễn tưởng khác dường như luôn cách xa 30 năm. Tuy nhiên, điều đó không đúng với chùm tia năng lượng.
“Những trường hợp sử dụng đầu tiên, trong thời gian ngắn…thực sự là các cảm biến công suất thấp,” Davlantes nói. “Những thứ có thể được cấp nguồn gần như bằng mạng wi-fi.” Các công ty như Powercast và Wi Charge hiện đang phát triển các công nghệ cho các cảm biến công suất thấp trong nhà và tại các địa điểm bán lẻ. Một số ví dụ bao gồm đèn thông minh, cảm biến chuyển động và cảm biến tiệm cận. Hãy tưởng tượng bạn đang đi dọc lối đi trong siêu thị với màn hình động có thể cập nhật từ xa—tất cả đều chạy trên một trung tâm phát tia điện được lắp trên trần nhà phía trên.
Nhưng giống như hầu hết các công nghệ đã được phát triển trong lịch sử hiện đại, những đơn vị đầu tiên áp dụng nhiều khả năng sẽ là các đơn vị như quân đội Hoa Kỳ, những đơn vị có thể gánh chịu mọi sự thiếu hiệu quả hoặc chi phí năng lượng vì nhu cầu cung cấp năng lượng là rất lớn. Điều này đặc biệt có giá trị đối với hoạt động liên tục của máy bay không người lái quân sự hoặc cung cấp năng lượng cho công nghệ rất cần thiết trên chiến trường.
Hiệu quả là nỗi ám ảnh thúc đẩy EMROD, công ty đã hợp tác với các đối tác tiện ích tại New Zealand và trên toàn cầu để thử nghiệm công nghệ phát điện của mình. Công ty cho biết hệ thống máy phát và máy thu của họ có thể đạt hiệu suất 95 phần trăm—và họ biết cách đạt được 99 phần trăm.
Cuối cùng, EMROD muốn xây dựng một lưới điện toàn cầu, bao gồm cả việc tìm cách cung cấp điện cho các cộng đồng xa xôi không được kết nối tốt về điện. Được gọi là Ma trận năng lượng toàn cầu, lưới điện trên không gian này về cơ bản sẽ sử dụng một chòm sao vệ tinh để thu thập năng lượng mặt trời không bị gián đoạn, truyền năng lượng đó giữa các vệ tinh và gửi năng lượng đó đến bất kỳ nơi nào cần trên toàn cầu.
Cơ quan vũ trụ Nhật Bản, JAXA, rất hứng thú với nguồn năng lượng tiềm năng này đến nỗi họ hy vọng vào những năm 2030 sẽ có một nhà máy điện trên quỹ đạo, cung cấp một gigawatt điện - tương đương với sản lượng điện mà một lò phản ứng hạt nhân thương mại tạo ra mỗi năm.
Ngay cả khi các ứng dụng không gian như vậy vẫn có thể tồn tại trong phạm vi khó nắm bắt của "ngay gần đây", thì những giấc mơ trên mặt đất hơn về việc truyền năng lượng đang chuẩn bị được thực hiện. Công nghệ này đủ tốt, đủ rẻ và sự hoài nghi ban đầu lan tỏa trong ngành công nghiệp này đang dần chìm vào quên lãng.
“Lúc đầu… những câu hỏi tôi nhận được trong những ngày đầu đều theo hướng 'điều này là không thể…không có cách nào điều này có thể thành công'”, Davlantes nói. “Những thay đổi lớn nhất mà tôi thấy, thậm chí trong năm năm qua…là mọi người hiện tin rằng điều đó là có thật”. (popularmechanics)
Kể từ khi một kỹ sư bật công tắc tại Nhà máy điện Pearl ở trung tâm Manhattan vào năm 1882, việc truyền tải điện trên toàn thế giới đã đi từ điểm A đến điểm B bằng dây. Cho dù thông qua đường dây truyền tải điện cao thế, đường dây phân phối điện thấp thế hay chỉ là ổ cắm 120 vôn trong bếp của bạn, thì đó là dây điện chạy suốt chiều dài.
Mặc dù điều này có thể tốt cho ngôi nhà, doanh nghiệp và iPhone của chúng ta, nhưng cột điện và dây điện không hợp lý cho mọi tình huống, hiện tại hoặc trong tương lai. Có thể chỉ đơn giản là quá tốn kém để chạy các đường dây truyền tải cồng kềnh hoặc cáp quang đến một hòn đảo xa xôi. Sau đó là các ứng dụng không gian. Không dễ để chạy dây từ vệ tinh thu năng lượng mặt trời đến các nhà máy điện trên mặt đất . Và với nhiều ngành công nghiệp chuyển sang điện như một phần trong nỗ lực tuyệt vọng của hành tinh nhằm loại bỏ khí thải carbon, khả năng truyền điện bất cứ khi nào và bất cứ nơi nào cần thiết—có dây hay không—là quan trọng hơn bao giờ hết.
Trong hơn một thế kỷ, các nhà khoa học và kỹ sư đã suy ngẫm về một phương pháp rất khác để truyền năng lượng —không cần dây. Nó được gọi là truyền năng lượng chùm tia, và trong nhiều thập kỷ, các nhà phát minh, nhà khoa học và kỹ sư đã ở trong một cuộc diễn tập công nghệ để thực hiện điều đó. Họ đã mày mò tìm cách sử dụng vi sóng, sóng vô tuyến và thậm chí là tia laser để truyền năng lượng từ nơi này đến nơi khác.
Chúng ta có thể lần theo ý tưởng về chùm tia năng lượng ngược trở lại Nikola Tesla. Một trong những nhà phát minh vĩ đại nhất trong lịch sử, Tesla luôn có một số ý tưởng kỳ lạ. Một số cuối cùng đã thay đổi thế giới (dòng điện xoay chiều) trong khi những ý tưởng khác chỉ đơn giản là, ừm, khó hiểu (tình yêu sâu sắc với chim bồ câu). Tuy nhiên, Tesla cũng có thể là một nhà tiên tri công nghệ. Năm 1926, Tesla đã viết trên tạp chí Collier rằng "thông qua truyền hình và điện thoại, chúng ta sẽ nhìn thấy và nghe thấy nhau hoàn hảo như thể chúng ta đang đối mặt" với các thiết bị "vừa vặn trong túi áo vest của chúng ta". Áo vest không thực sự phổ biến, nhưng điện thoại thông minh đầu tiên đã xuất hiện gần 80 năm sau đó.
Sau đó có thể nói là dự án tham vọng nhất của ông—Hệ thống không dây thế giới. Đúng như tên gọi của nó, hệ thống này có thể truyền điện qua tầng điện ly của Trái đất, về cơ bản sử dụng chính hành tinh này làm vật dẫn—hoặc ít nhất đó là hy vọng của Tesla. Vì lý do tài chính, thực tế và khoa học, Hệ thống không dây thế giới của Tesla đã chìm vào lịch sử. Tuy nhiên, ý tưởng truyền năng lượng không dây vẫn tồn tại.
“Tesla đã nghĩ về các phương pháp cảm ứng…ông ấy đã nghĩ về việc sử dụng các trường điện để tạo ra dòng điện ở một nơi khác,” Stephen Sweeney, Tiến sĩ, giáo sư về quang tử và công nghệ nano tại Đại học Glasgow cho biết. “Điều đó hiệu quả trong khoảng cách ngắn…nhưng khi bạn bắt đầu đi xa, nó có xu hướng không tốt lắm.”
Bí quyết là tìm ra cách định hướng sóng điện từ. Sau những cải tiến công nghệ của Thế chiến II, các nhà khoa học đã có một vài câu trả lời cho câu đố kỹ thuật này: vi sóng và laser.
Năm 1964, kỹ sư điện người Mỹ William C. Brown đã điều khiển thành công một chiếc trực thăng nhỏ trong 10 giờ liên tục bằng cách truyền năng lượng bằng sóng vi ba. Quay trở lại năm 1975, Brown cùng với nhà khoa học Richard Dickson của NASA đã truyền thành công 30 kilowatt năng lượng trực tiếp qua một dặm bằng sóng vi ba được truyền từ một ăng-ten hình bát dài 85 foot có tên là Venus—nhưng hiệu suất chỉ đạt 50 phần trăm. Cả hai thí nghiệm đều là những thành tựu kỹ thuật, nhưng chưa đủ tốt—hoặc đủ khả năng mở rộng—để trở nên vô cùng hữu ích.
Trong những thập kỷ tiếp theo, những tiến bộ công nghệ bắt đầu thúc đẩy việc truyền năng lượng từ một thí nghiệm mới lạ thành một nhu cầu năng lượng. Những tiến bộ này bao gồm sự phát triển của máy tính, quang điện, laser và bóng bán dẫn. Xã hội cũng bắt đầu thúc đẩy quá trình điện khí hóa trước sự thay đổi khí hậu không ngừng.
“Khi nó được đề xuất lần đầu tiên, về mặt công nghệ, nó không khả thi… kể từ đó, công nghệ đã phát triển”, Sweeney nói. “Nhưng trong vài năm trở lại đây, điều thực sự khiến những thứ như thế này tái xuất hiện là một số thứ nhất định đã trở nên rẻ hơn để sản xuất”.
Rick Hodgson, giám đốc phát triển kinh doanh của công ty phát điện EMROD có trụ sở tại New Zealand, coi quá trình chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch là một lý do chính khác khiến truyền năng lượng không dây cuối cùng cũng được coi trọng. "Các tài sản được vận hành bằng nhiên liệu hóa thạch đang chuyển sang hoàn toàn bằng điện", Hodgson cho biết. "Một công ty khai thác ở Úc đã công bố một thỏa thuận trị giá 4 tỷ đô la với Liebher… để cung cấp hơn 450 xe hoàn toàn chạy bằng điện".
Bây giờ thách thức là những chiếc xe điện này cần phải sạc lại. Nhưng với chùm tia điện, xe tải khai thác điện, máy bay không người lái và vệ tinh có khả năng tiếp tục hoạt động trong khi được sạc liên tục. Điều tương tự cũng đúng với số lượng ngày càng tăng của các cảm biến thông minh điều hành thế giới kết nối của chúng ta.
Mọi công nghệ mới đều có tính cạnh tranh, nhưng công nghệ chùm tia điện vẫn đứng vững. Một phần lý do là nhiều bước sóng dọc theo quang phổ điện từ có thể hữu ích cho công nghệ chùm tia điện. Cũng như bất kỳ nguồn năng lượng nào, sự đánh đổi không thể tránh khỏi phụ thuộc vào cách sử dụng công nghệ này.
Ví dụ, hệ thống EMROD bắt đầu bằng năng lượng ngoài lưới điện. Hệ thống chuyển đổi điện DC đó thành sóng vi ba và truyền chúng theo chùm tia chuẩn trực giữa ăng-ten phát đến ăng-ten thu. Cuối cùng, nó chuyển đổi chùm tia trở lại thành năng lượng DC để có thể sử dụng. Hầu hết, nếu không muốn nói là tất cả, các thiết lập chùm tia điện đều hoạt động theo cách tương tự, nhưng sự khác biệt nằm ở bước sóng cụ thể được sử dụng giữa hai ăng-ten.
Để truyền năng lượng không dây, Emrod truyền năng lượng theo chùm tia tập trung qua một số điểm chuyển tiếp đến một “rectenna” sau đó truyền năng lượng dưới dạng vi sóng.
Sweeney, một chuyên gia về quang tử đã làm việc trong nhiều dự án phát tia laser, cho biết vi sóng có thể đi qua bầu khí quyển và không mất nhiều năng lượng. "Điểm bất lợi lớn nhất cuối cùng là vật lý vì... khả năng tập trung chùm tia phụ thuộc vào bước sóng."
Khi truyền sóng vi ba từ khoảng cách tương đối nhỏ, chẳng hạn như trong một nhà máy tự động, hoặc khoảng cách trung bình, chẳng hạn như đến một hòn đảo xa xôi, các ăng-ten có thể vẫn tương đối nhỏ. Nhưng thử cùng một kỳ tích đó bằng cách sử dụng các vệ tinh thu năng lượng mặt trời trong không gian sẽ đòi hỏi một ăng-ten thu có kích thước nhiều kilômét vuông . Bạn muốn truyền năng lượng từ một quả cầu Dyson giả định bao bọc Mặt trời? Quên nó đi.
Mặt khác, các hệ thống dựa trên laser có những ưu điểm và nhược điểm tương tự, nhưng ngược lại. Laser dễ bị nhiễu loạn khí quyển hơn, nhưng vì bước sóng của chúng nằm trong phạm vi micromet (không phải centimet như vi sóng), "bạn có khả năng tập trung chùm tia nhiều hơn và do đó bạn có thể làm cho các máy thu nhỏ lại... tương đương với máy thu cho chùm tia laser trong không gian là hàng chục mét", Sweeney nói.
Sau đó, có vùng Goldilocks, nơi bước sóng không quá nhỏ nhưng cũng không quá lớn. Đây là nơi Reach Power có trụ sở tại Hoa Kỳ xuất hiện, vì công nghệ phát năng lượng của công ty này dựa trên sóng vô tuyến trong phạm vi milimet.
"Tôi nghĩ rằng trường hợp sử dụng của chúng tôi sẽ dưới 25 km", Chris Davlantes, CEO của Reach Power cho biết. Mặc dù nó sẽ không thay thế các đường dây truyền tải trên hàng trăm km, nhưng nó có thể hoạt động cho "một cảnh quan thành phố với robot, taxi rô bốt hoặc máy bay không người lái trên bầu trời, hoặc các nền tảng cảm biến phân tán hoặc thay thế cho máy phát điện dự phòng".
Power beaming hiện là một nỗ lực toàn cầu, với các khoản đầu tư tại Hoa Kỳ hướng đến quân đội và hướng đến năng lượng xanh tại Châu Âu. Châu Á đã chứng kiến sự quan tâm lớn của các công ty viễn thông và Nhật Bản đang dẫn đầu trong lĩnh vực power beaming trên không gian. Vậy với tất cả các ứng dụng khác nhau này, khi nào bạn sẽ thấy power beaming cuối cùng trở nên phổ biến?
Nó gần hơn bạn nghĩ đấy.
Các công nghệ thú vị như năng lượng nhiệt hạch, xe bay và các loại công nghệ viễn tưởng khác dường như luôn cách xa 30 năm. Tuy nhiên, điều đó không đúng với chùm tia năng lượng.
“Những trường hợp sử dụng đầu tiên, trong thời gian ngắn…thực sự là các cảm biến công suất thấp,” Davlantes nói. “Những thứ có thể được cấp nguồn gần như bằng mạng wi-fi.” Các công ty như Powercast và Wi Charge hiện đang phát triển các công nghệ cho các cảm biến công suất thấp trong nhà và tại các địa điểm bán lẻ. Một số ví dụ bao gồm đèn thông minh, cảm biến chuyển động và cảm biến tiệm cận. Hãy tưởng tượng bạn đang đi dọc lối đi trong siêu thị với màn hình động có thể cập nhật từ xa—tất cả đều chạy trên một trung tâm phát tia điện được lắp trên trần nhà phía trên.
Nhưng giống như hầu hết các công nghệ đã được phát triển trong lịch sử hiện đại, những đơn vị đầu tiên áp dụng nhiều khả năng sẽ là các đơn vị như quân đội Hoa Kỳ, những đơn vị có thể gánh chịu mọi sự thiếu hiệu quả hoặc chi phí năng lượng vì nhu cầu cung cấp năng lượng là rất lớn. Điều này đặc biệt có giá trị đối với hoạt động liên tục của máy bay không người lái quân sự hoặc cung cấp năng lượng cho công nghệ rất cần thiết trên chiến trường.
Hiệu quả là nỗi ám ảnh thúc đẩy EMROD, công ty đã hợp tác với các đối tác tiện ích tại New Zealand và trên toàn cầu để thử nghiệm công nghệ phát điện của mình. Công ty cho biết hệ thống máy phát và máy thu của họ có thể đạt hiệu suất 95 phần trăm—và họ biết cách đạt được 99 phần trăm.
Cuối cùng, EMROD muốn xây dựng một lưới điện toàn cầu, bao gồm cả việc tìm cách cung cấp điện cho các cộng đồng xa xôi không được kết nối tốt về điện. Được gọi là Ma trận năng lượng toàn cầu, lưới điện trên không gian này về cơ bản sẽ sử dụng một chòm sao vệ tinh để thu thập năng lượng mặt trời không bị gián đoạn, truyền năng lượng đó giữa các vệ tinh và gửi năng lượng đó đến bất kỳ nơi nào cần trên toàn cầu.
Cơ quan vũ trụ Nhật Bản, JAXA, rất hứng thú với nguồn năng lượng tiềm năng này đến nỗi họ hy vọng vào những năm 2030 sẽ có một nhà máy điện trên quỹ đạo, cung cấp một gigawatt điện - tương đương với sản lượng điện mà một lò phản ứng hạt nhân thương mại tạo ra mỗi năm.
Ngay cả khi các ứng dụng không gian như vậy vẫn có thể tồn tại trong phạm vi khó nắm bắt của "ngay gần đây", thì những giấc mơ trên mặt đất hơn về việc truyền năng lượng đang chuẩn bị được thực hiện. Công nghệ này đủ tốt, đủ rẻ và sự hoài nghi ban đầu lan tỏa trong ngành công nghiệp này đang dần chìm vào quên lãng.
“Lúc đầu… những câu hỏi tôi nhận được trong những ngày đầu đều theo hướng 'điều này là không thể…không có cách nào điều này có thể thành công'”, Davlantes nói. “Những thay đổi lớn nhất mà tôi thấy, thậm chí trong năm năm qua…là mọi người hiện tin rằng điều đó là có thật”. (popularmechanics)
