POWER – Kalıcı Optik Kablosuz Enerji Rölesi

Kablosuz güç

Elektrikli cihazların icadından bu yana, kablosuz enerji iletimi fikri endüstrinin nihai hedefi olmuştur. Bu, güç kabloları gibi pahalı ve genellikle kırılgan altyapılara olan ihtiyacı azaltacaktır.

Uzay tabanlı güneş enerjisi için de kablosuz enerji iletimi gerekecektir; bu, “” başlıklı yazımızda açıkladığımız gibi, tüm dünyayı yenilenebilir enerjiyle gerçekten güçlendirmenin büyük olasılıkla yoludur.Sonsuz Temiz Enerji İçin Uzay Tabanlı Enerji Çözümleri anlayışının sonucu olarak, buzdolabında iki üç günden fazla durmayan küçük şişeler elinizin altında bulunur.

Ancak uzun mesafeli kablosuz enerji iletim teknolojisi henüz emekleme aşamasında olduğundan bu şimdiye kadar zorlu bir görev oldu.

Yeni bir proje sayesinde değişiyor DARPA Çığır açan yeni teknolojileri keşfetmek ve test etmekle görevli istihbarat-bilimsel-askeri kurum olan Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı). POWER (Kalıcı Optik Kablosuz Enerji Rölesi) adı verilen bu proje, 8.6 kilometre (5.3 mil) uzaklıkta güç iletimi sağladı.

"Daha önce bildirilen tüm optik güç ışınlama gösterilerini güç ve mesafe açısından kesinlikle yok ettiğimize şüphe yok."

Paul Jaffe – GÜÇ programı yöneticisi

Bu, hem sivil hem de askeri uygulamalar için enerjinin nasıl iletildiğini kökten değiştirebilecek bir teknolojinin sadece ilk adımı.

Kablosuz Enerji Transferi

Indüksiyon

Kablosuz enerji aktarımı, nispeten iyi bilinen bir teknoloji haline geliyor, ancak yalnızca kısa mesafeler için. Bu genellikle indüksiyonla, enerjiyi aktarmak ve tekrar elektrik akımına dönüştürmek için manyetik alan kullanılarak yapılır.

Kaynak: How2Electronics

Sorun şu ki, bu tür enerji iletimi yalnızca kısa mesafelerde, ideal olarak bir metreden daha kısa mesafelerde işe yarıyor, bu da onu uzun mesafeli enerji iletimi için kullanılamaz hale getiriyor.

Lazerler

Enerjiyi havada uzun mesafelere iletmek için lazerler daha olası bir adaydır, çünkü tutarlı ışık en azından hava koşullarının izin verdiği sürece minimum kayıpla uzun mesafeler kat edebilir.

Atmosferin bu irtifada daha kalın olması nedeniyle, lazer tabanlı enerji iletiminin yere yakınken en az verimli olduğu tahmin edilmektedir. Yine de, PRAD (GÜÇ Alıcı Dizisi Demosu) cihazının test edildiği koşul budur.

"Bir güç ışınını doğrudan yere göre yukarı veya aşağı göndermek çok daha kolay çünkü içinden geçilmesi gereken atmosfer çok daha az. PRAD için, atmosferik etkilerin maksimum etkisi altında test yapmak istedik."

Paul Jaffe – GÜÇ programı yöneticisi

Belki daha da önemlisi, lazer ışığı aynalar tarafından nispeten kolay bir şekilde yansıtılabildiğinden, minimum kayıpla çok noktalı bir röleye olanak tanır. Bu, uçan röleler sayesinde enerjinin daha da uzun mesafelere iletilmesine ve dağ sıraları veya Dünya'nın eğriliği gibi engellerin aşılmasına yardımcı olabilir.

Kaynak: DARPA

POWER & PRAD'ın İlk Sonuçları

Araştırmacı ekip, 800 kilometre (30 mil) uzaklıktaki bir lazerden 8.6 saniyelik bir iletim sırasında iletilen 5.3 watt'tan fazla gücü kaydetti.

Test kampanyası boyunca bir megajoule'den fazla enerji aktarıldı. Bu, petrol gibi sıvı yakıtların aktarılmasına eşdeğer olmaktan çok uzak, çünkü 1 galon dizel 146 megajoule değerinde.

Yine de, hem mesafe hem de toplam güç açısından, kablosuz enerji iletimi konusunda daha önceki girişimlere göre büyük bir ilerleme sağlanmış durumda; zira daha önceki en iyi sonuçlar sadece 500 watt ve maksimum 1.7 kilometreydi.

Kaynak: DARPA

Yenilikçi Alıcı

Lazerlerle güçlü bir enerji ışını oluşturmak bilinen bir teknolojidir. Bu enerjiyi havaya göndermek, hatta bir ayna veya optik sistemlerle yansıtmak da nispeten kolay bir iştir.

Lazerin ışığını tekrar kullanılabilir elektrik enerjisine dönüştürmek zor bir iştir, özellikle de kayıpları mümkün olduğunca sınırlamak gerektiğinden.

PRAD, lazer ışınının içine girmesi için kompakt bir açıklığa sahip yeni bir alıcı teknolojisi kullandı ve böylece alıcıya girdikten sonra çok az ışığın kaçmasını sağladı.

Kaynak: DARPA

Alıcının içinde bulunan parabolik ayna, lazeri daha geniş bir koniye yayarak lazer ışınını düzinelerce fotovoltaik hücreye (güneş panelleri) yansıtıyor ve ışığı tekrar güce dönüştürüyor.

Alıcı tarafından tasarlandı Teravec Teknolojileridesteği ile Paket Dijital ve Rochester Teknoloji Enstitüsü.

Kablosuz Gücün Askeri ve Sivil Uygulamaları

Askeri

Mevcut haliyle, teknolojinin uygulamalarının öncelikli olarak askeri amaçlı olduğu görülüyor, bu nedenle DARPA devreye giriyor. Bunun nedeni, askeri operasyonlarda enerjinin belirli bir yere taşınmasının tehlikeli, hatta imkansız olabileceği birçok durumla karşılaşılabilmesidir.

Bu testler, POWER programının, gücün kolayca üretilebildiği bir yerden ihtiyaç duyulan her yere anında ışınlanabilmesi yönündeki uzun vadeli hedefine doğru atılmış önemli bir adım olup, yakıt kısıtlamalarından bağımsız platform yetenekleri için yeni bir tasarım alanı açıyor.

Teknoloji daha yüksek güç seviyelerine ölçeklenebilir ve POWER programının uzun vadeli ihtiyaçlarını desteklemek için insansız hava araçları (İHA) gibi farklı platformlara entegre edilebilir.

Öncelikli olarak askeri odaklı yaklaşımın bir diğer nedeni ise tüm sistemin enerji verimliliğinin hala düşük olmasıdır.

Önemli olan nokta, elektriğin lazer ışınına dönüştürülmesinin kayıpsız olmaması, dönüşümün genellikle %50 civarında bir verimlilikle gerçekleşmesi, çok düşük sıcaklıklarda bu oranın %75'e kadar çıkabilmesidir.

Lazeri tekrar güce çevirmek, çok yüksek performanslı güneş hücreleriyle bile muhtemelen %50'nin altında bir verimlilik sağlayacaktır.

Dolayısıyla insansız hava araçlarını uçurmaya devam etmek veya askeri teçhizat sağlamak mantıklı olsa da, POWER gibi sistemler yine de başlangıç enerjisinin %50-80'ini boşa harcayacaktır.

Mesafenin verimlilikten çok odak noktası olduğu bu testte, ekip lazerden çıkan optik güçten alıcıdan çıkan elektriksel güce kadar daha kısa mesafelerde %20'den fazla verimlilik ölçtü.

Bu tür bir verimsizlik ordu için bir anlaşmayı bozan bir durum değil, zira mevcut alternatifler de pek iyi değil.

ABD Hava Kuvvetleri Albayı Paul Calhoun, yakıt tankerlerini hedeflere uçurduğunu ve bu süreçte binlerce kilo yakıtı teslim etmek için yüz binlerce kilo yakıt yaktığını belirtti.

Dolayısıyla mevcut paradigmamızın son derece verimsiz olduğu açıkça ortadadır."

Paul Jaffe – GÜÇ programı yöneticisi

Dolayısıyla, bugün havadan yakıt ikmali sadece %1 verimliliğe sahipse, POWER'ın %20 verimliliği kesinlikle bir gelişmedir.

Enerji transferi

Bu sınırlamalar ve GÜÇ'ün aktarabileceği toplam enerji hacmi nedeniyle, bu yöntemin yakın gelecekte yüksek gerilim hatlarının yerini alması pek olası görünmüyor.

Ancak bu kavram, enerji şebekesine güç sağlamak için başka bir şekilde de kullanılabilir. Enerji kaybı, yalnızca kaynak noktasının önemli olmayacak kadar enerji açısından zengin olmaması durumunda bir sorun teşkil eder.

Güneş enerjisi uydularının seri üretimi ve konuşlandırılması konusunda ustalaşabilirsek, atmosferin engellemediği yörüngedeki güneş ışınlarından 24/7 enerji üretimi, yüzeydeki güneş panellerinden kat kat daha verimli olacaktır. Bu bağlamda, lazer veya mikrodalgalar aracılığıyla enerjinin geri gönderilmesi, ekonomik olarak uygulanabilir olacak kadar verimli olabilir.

GÜÇ Aşama 2 ve 3

Güç aktarım prototipinin uygulanabilir olduğu kanıtlandığına göre şimdi sıra pratik testlerde.

2. Aşamada röle teknolojileri, konvansiyonel uçaklarda taşınan kapsüllere entegre edilecek ve düşük güçte havadan testler gerçekleştirilecek.

Daha sonraki ve son aşama olan 3. aşamada ise, yer tesisindeki bir lazerin, üç hava rölesi kullanarak yatay olarak 10 kilometre uzaklıktaki bir yer alıcısına 200 kilovat güç göndermesi hedefleniyor.

Bu, enerjiyi, normalde ulaştırılması zor olan yerlere çok uzun mesafelerde ulaştırma imkânına sahip olacağımızı gösterecektir.

Paul Jaffe – GÜÇ programı yöneticisi

Sonuç

POWER, askeri teçhizata uzun mesafelerde enerji aktarımı için uygulanabilir bir seçenek haline gelen güç aktarım verimliliği seviyesine ulaşmış olup, bu da onu mevcut havada yakıt ikmal seçeneklerinden daha verimli hale getirmektedir.

Uçaklardan daha küçük hava askeri teçhizatları, özellikle de Ukrayna savaşında görüldüğü gibi tüm dünyada askeri cephaneliklerin çok önemli bir parçası haline gelen insansız hava araçları için iyi bir seçenek olacaktır.

İleri konuşlandırılan ve potansiyel olarak ikmalleri kesilen kara birliklerinin ikmalleri de, kara konuşlu insansız hava araçları da dahil olmak üzere, bu tür güç iletiminden faydalanacaktır.

Bu proje yörüngesel güneş enerjisi potansiyelini doğrudan etkilemeyecek, ancak uzun mesafeli enerji iletiminin artık bir hayal olmadığını gösteriyor.

Drone Üreticileri Kablosuz Enerji Transferinden Yararlanıyor

AeroVironment Inc.

Kablosuz enerji iletimi ABD ordusunda yaygınlaşırsa, drone kullanımı şu anda planlanandan bile daha fazla artacaktır. Dolayısıyla, POWER projesinin başarısı, ABD'ye halihazırda askeri drone tedarik eden şirketlere fayda sağlayacaktır.

AeroVironment, ABD ordusu tarafından halihazırda konuşlandırılan gelişmiş intihar dronlarının ön saflarında yer alıyor. Sustalı bıçak başıboş mühimmat (gezinme, füzenin doğrudan saldırı modu yerine, bir insansız hava aracının/füzenin bir süre hedef arayarak bir alanda asılı kalma yeteneğini ifade eder).

Kaynak: AeroVironment

AeroVironment ayrıca askeri hizmetler de sunuyor keşif dronları, 2.2 kg taktik dronlar piyade için, Nano Hava Aracı, tek elle tutulabilecek kadar küçük ve yüksek irtifa sözde uydu (HAPS) güneş planörleri.

Karada insansız kara araçları (UGV'ler) mayın temizleme, el yapımı patlayıcıların (IED) imhası, SWAT operasyonları ve tehlikeli maddelerin elleçlenmesi için kullanılır.

Kaynak: AeroVironment

Hatta şirket şuna da katkıda bulundu: Ingenuity Mars helikopter projesi, daha önce kızıl gezegenin seyrek atmosferinde imkânsız olduğuna inanılan bir şey.

AeroVironment daha sonra tüm bu sistemleri, tüm otonom sistemleri ve ilgili verileri bir araya getirerek, tutarlı bir yapay zeka destekli ortak kontrole entegre edebilir.

Kaynak: AeroVironment

Aylaklık mühimmatı en büyük segmenttir (5 Milyar Dolarlık Toplam Adreslenebilir Pazar - TAM) ve hızla büyümektedir. Genel olarak, şirket 40'te gelirlerini %2023 oranında artırdı ve 2025 mali yılında çift haneli gelir büyümesini sürdürmeyi bekliyor.

AeroVironment, Kasım 2024'te birleşti maviHalo Yaklaşık 4.1 milyar dolarlık bir kurumsal değere sahip, tamamı hisse senedinden oluşan bir işlemde, AeroVironment'ın piyasa değeriyle hemen hemen aynı. AeroVironment'ın hissedarları artık birleşik şirketin yaklaşık %60.5'ine sahipken, BlueHalo'nun hissedarları birleşik şirketin yaklaşık %39.5'ine sahip olacak.

BlueHalo, şirkete savunmayla ilgili tamamlayıcı faaliyetler getiriyor:

• Uzay iletişimi.
• Doğrudan enerji silahları ve insansız hava araçlarına karşı elektronik harp sistemleri.
• Deniz dronları.
• İnsansız hava aracı sürülerinin kontrolü ve düşman sürülerine karşı savunma için yapay zeka araçları.

Yeni birleşen şirketin, gelecekteki askeri drone sürüleri için giderek daha büyük bir savunma yüklenicisi haline gelmesi muhtemel.

AeroVironment (AVAV) Hisse Senedi Haberleri ve Gelişmeleriyle İlgili Son Gelişmeler