Tavoitteena laajat langattomat sähkönjakeluverkot

Uusi-Seelantilainen Emrod uskoo voivansa vahvistavansa maailmaa langattomalla sähkönsiirtojärjestelmällä, joka voi välittää jakeluverkkotasoista sähköä vaikeasti tavoitettaville alueille.

Yhtiön järjestelmä koostuu teholähteestä, lähetysantennista, releointiasemista ja vastaanottoantenneista, joiden tekniikkaa perustuu tasasuuntaaviin antenneihin eli rektennoihin ( rectifying antenna).

Konsepti ei ole uusi. Itse asiassa futuristi, sähköinsinööri ja keksijä Nikola Tesla kehitteli langatonta sähköjärjestelmää yli sata vuotta sitten. Ja lyhyillä etäisyyksillä langaton tehonsiirto onkin jo laajasti käytössä esimerkiksi kännyköiden latauksessa.

Emrodin järjestelmän tekee merkittäväksi sen muihin tekniikoihin verrattuna siirtoetäisyydet ja silti hyvä hyötysuhde. Suurimmat tehohävikit syntyvät lähettimen elektroniikassa. Teknologian takana ovat rektenna-teknologia, metamateriaalit, ja yhtiön kehittämä säteenmuodostuksen tekniikka. Tekniikka muuntaa sähköenergian mikroaalloiksi, jotka välitetään kvasi-optisella säteellä vastaanottoantenneihin ja niiden rectenna-osiin joissa mikroaallot muuttuvat takaisin tasasähköksi.

Taajuusalueena käytetään ISM-kaistojen taajuuksia. Siirto on täysin suorasuuntaista eli lähteen ja vastaanottajan välillä täytyy olla suora näkyvyys. Laajempien verkkojen toteuttamiseksi voidaan käyttää erilaisia releointisasemia. Säteen releointi on yhtiön mukaan lähes häviötöntä, koska se ei tarvitse mitään käyttötehoa. Kyse lienee metamateriaaleilla toteutetusta säteen uudelleen fokusoinnista.

Siirrettävien säteiden tehotiheydet ovat vahvan auringonsäteilyn tasoa mutta sädejärjestelmään kuuluu pienitehoinen lasersuojaverho tehonsiirtosäteiden ympärillä. Se varmistaa, että siirtosäde sammuu välittömästi kun jokin esine, kuten lintu tai helikopteri, lähestyy sädettä, varmistaen ettei niihin kohdistu mikroaaltosäteitä.

Kehittäjän mukaan tehonsiirtoon ei myöskään vaikuta ilmastolliset olosuhteet kuten sade, sumu tai pöly. Siirrettävän tehon määrään ja siirtoetäisyyteen vaikutetaan antennin kokoa ja rakenteita muuttamalla.

Emrodilla on työn alla jo yhteistyöhanke paikallisen sähkönjakelija Powerconin kanssa. Tavoitteena on siirtää sähköä langattomasti 19 mailin etäsyydelle Uuden-Seelannin mantereelta merialueen yli Stewart-saarelle.

Aiheesta aiemmin:

Energian keruuta terahertsiaalloista

Langaton lähilataus tehostuu