Vybrané články
z týdeníku The Economist

Pozor, letí elektřina!

Novozélandská firma se chystá komerčně využít jeden starý geniální nápad.

Pozor, letí elektřina!
S nápadem přenášet elektřinu a informace vzduchem přišel už v roce 1901 vynálezce Nikola Tesla. | Shutterstock.com

Za bývalou laboratoří Nikoly Tesly ve Wardenclyff u na newyorském Long Islandu najdete staré základy. Jsou to jediné, co zbylo z 57 metrů vysoké věže, kterou Tesla začal stavět v roce 1901 jako součást pokusu o bezdrátový přenos informací a elektřiny na dlouhé vzdálenosti. Částečně to fungovalo. Jak předvídal, bezdrátová komunikace změnila svět. Nedokázal však přimět elektřinu putovat dost daleko. Během pěti let musel s pokusy skončit, věž rozebrat a dát do šrotu, aby měl z čeho splatit dluhy. Tesla, průkopník, který mimo jiné objevil způsob indukce a přenosu střídavého proudu, se vytratil do zapomnění.

A v něm také zůstal, dokud jeho jméno neoživil Elon Musk coby značku své firmy vyrábějící elektromobily. Teď se zdá, že návrat na scénu zažije i Teslův bezdrátový přenos.

Elektřina po mikrovlně

V Aucklandu sídlící společnost Emrod spolupracuje s novozélandským dodavatelem elektřiny Powerco na vývoji prototypu systému, který se 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.

Cílem je přenést elektřinu v podobě úzkého paprsku tvořeného mikrovlnami. Tím budou překonány dvě základní trhliny v Teslově plánu. Zaprvé to, jak účtovat lidem elektřinu, kterou si mohou jednoduše stáhnout ze vzduchu. A zadruhé nutnost překonat zákon převrácených čtverců, který stanoví, že intenzita signálu klesá s druhou mocninou vzdálenosti od zdroje. V jeho důsledku síla signálu ostře klesá dokonce i na krátké vzdálenosti. Přenos elektřiny ve formě úzkého paprsku místo jejího vyzařování do všech směrů pomáhá tento problém minimalizovat.

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 na to jde opatrně. Nejprve bude podle slov zakladatele společnosti Grega Kushnira 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 Kushnira momentálně pohybuje kolem 60 procent. Tato hodnota je podle něj 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.

Reléové stanice jsou pasivní zařízení nevyužívající žádnou energii, která fungují jako čočky, přesměrovávají 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 (ty se na Novém Zélandu využívají třeba ke shánění ovcí), systém to okamžitě zaregistruje a přenos mikrovln pozastaví. Výpadek vykryje baterie na přijímacím konci.

Smečka zájemců

Pokud se bezdrátový přenos energie uchytí, nebude mít Emrod celý trh jen pro sebe, 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. Kéž by Scotty toto paprsknutí zvládl.

© 2021 The Economist Newspaper Limited
All rights reserved. Publikováno na základě licence s The Economist, přeloženo týdeníkem Hrot.
Originální článek v angličtině najdete na www.economist.com.

Článek vyšel v tištěném vydání týdeníku Hrot.

Týdeník hrot

  • Zdeněk Tůma: S bazukou se musí umět
  • Přežijí komunisté stovku?
Objednat nyní