US-Militär überträgt Strom drahtlos über 1 Kilometer

Sendeantenne: Verlust von fünf Prozent durch starken Regen
Artikel aus glolem.de vom 22.04.2022

Das US-Verteidigungsministerium will Truppen im Einsatz künftig aus dem Weltall mit Strom versorgen. Die Technik wurde auf der Erde erfolgreich getestet.

Laden aus der Ferne: Das US-Militär hat in einem Test gezeigt, dass es möglich ist, elektrische Energie über eine größere Entfernung drahtlos zu übertragen.

Ein Team des Naval Research Laboratory (NRL), einer Forschungseinrichtung der US-Marine, hat elektrische Energie mit einer Leistung von 1,6 Kilowatt über eine Entfernung von einem Kilometer übertragen. Nach Angaben des NRL war es “die bedeutendste Demonstration von Power Beaming seit fast 50 Jahren”.

Für die Übertragung durch die Luft wird der Strom in Mikrowellen gewandelt. Diese werden dann in einem gerichteten Strahl auf einen Empfänger gesendet. Als Sendeantenne dient eine Schüssel, die es ermöglicht, den Strahl genau zu fokussieren.

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Aus Mikrowellen wird Gleichstrom

Auf der Empfängerseite wird eine gleichrichtende Antenne (Englisch: Rectifying Antenna), eine Rectenna, eingesetzt. Diese besteht aus einer Anordnung von vielen kleinen Mikrowellenantennen, die im X-Band arbeiten. Das ist der Frequenzbereich zwischen 7 und 11,2 Gigahertz (GHz). Die ankommenden elektromagnetischen Wellen werden dann von einer Diode in Gleichstrom gewandelt. Das NRL-Team nutzt 10 GHz, da die dafür nötige Technik ausgereift und günstig ist.

Das US-Verteidigungsministerium will die drahtlose Energieübertragung aus dem Weltall nutzen. Die Idee ist, Truppen im Einsatz aus dem Weltall mit Energie zu versorgen, um sie von der Treibstoffversorgung vor Ort unabhängig zu machen. Ziel des Projekts Safe and Continuous Power Beaming – Microwave (Scope-M) war, ein Kilowatt an elektrischer Leistung über eine Entfernung von einem Kilometer zu übertragen.

Das NRL testete die Übertragung an zwei Orten: Auf dem Armeegelände in Blossom Point im US-Bundesstaat in Maryland erreichte es eine Spitzenleistung von 1,6 Kilowatt. Damit wurde das gesetzte Ziel deutlich übertroffen.

Auf dem Gelände des Haystack Ultrawideband Satellite Imaging Radar des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Massachusetts war die Spitzenleistung zwar niedriger. Dafür sei aber die durchschnittliche Leistung viel höher gewesen, sagte Paul Jaffe, Leiter der Abteilung Power Beaming and Space Solar. Damit sei auch mehr Energie übertragen worden. Auch bei starkem Regen habe die Übertragung funktioniert, der Leistungsverlust habe dabei weniger als fünf Prozent betragen.

Eine Gefahr stellt die drahtlose Energieübertragung nach Angaben der Forscher nicht dar. “Als Ingenieure entwickeln wir Systeme, die diese Sicherheitsgrenzen nicht überschreiten”, sagte Jaffe. “Das bedeutet, dass es für Vögel, Tiere und Menschen sicher ist.” In früheren Projekten sei Energie per Laser mit einer viel höheren Leistungsdichte übertragen worden. Dabei sei ein Sicherheitssystem eingesetzt worden, um den Strahl abzuschalten, wenn sich ihm etwas genähert habe. “Bei Scope-M mussten wir das nicht, weil die Leistungsdichte so gering war, dass es sicher war.”

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