A transmissão de eletricidade sem fio atinge um novo marco: A maior distância até o momento

A transmissão de eletricidade sem cabos tem sido um sonho para a humanidade, especialmente depois que Nikola Tesla dedicou seus últimos dias a trabalhar para atingir esse objetivo. Desde então, as empresas também começaram a procurar tecnologias que possibilitem essa possibilidade.

A Agência de Projetos de Pesquisa Avançada em Defesa (DARPA) atingiu um marco que a posiciona como a mais avançada nessa pesquisa. A agência conseguiu transmitir 800 watts por 8,6 quilômetros durante 30 segundos, usando tecnologia a laser, o que equivale à quantidade de energia necessária para alimentar um micro-ondas ou uma geladeira pequena. Com essa conquista, o programa Persistent Optical Wireless Energy Relay (POWER) da DARPA estabeleceu o recorde de distância máxima de transmissão sem fio até o momento.

O sistema utilizou um feixe de laser infravermelho com foco preciso direcionado a um receptor compacto baseado em terra. O receptor empregava um espelho parabólico para focalizar a luz laser recebida em um conjunto de células fotovoltaicas (PV), que convertiam a energia do laser em eletricidade. Esse projeto foi escolhido por sua simplicidade, rápida capacidade de fabricação (construído em menos de três meses) e capacidade de manter o alinhamento do feixe em longas distâncias com dispersão mínima ou dispersão atmosférica.

O sistema contou com ótica adaptativa e mecanismos de direção de feixe para estabilizar o laser em longas distâncias e compensar a turbulência atmosférica, a fim de garantir o sucesso da captura de energia. As células fotovoltaicas foram otimizadas para o comprimento de onda específico do laser utilizado, permitindo eficiência de conversão de aproximadamente 20%o que é relativamente alto, considerando a distância de transmissão e as restrições de segurança do laser. Apesar do longo alcance, o feixe manteve coerência e densidade de potência suficientes para transferir mais de 1 megajoule de energia em apenas 30 segundos.

A agência alcançou alguns marcos nesse sentido, por exemplo, no final de 2024, a agência transmitiu 230 watts por 1,7 quilômetros durante 20 segundos e testou uma distância de 3,7 quilômetros.

No entanto, outras empresas também alcançaram outros marcos. A PowerLight Technologies demonstrou uma transmissão infravermelha transmissão infravermelha de 400 watts ao longo de 1 quilômetro, mas enviando energia por mais de 12 horas. Da mesma forma, a Emrod, sediada na Nova Zelândia, transmitiu cerca de 2 quilowatts por algumas centenas de metros, mas alcançou uma eficiência de cerca de 97%, usando a tecnologia de micro-ondas.

O que vem a seguir?

Essa demonstração fez parte da Fase 1 do projeto POWER, que consiste em três fases. A agência agora está trabalhando para aperfeiçoar a direção do feixe, melhorar a correção da frente de onda e reduzir as perdas durante a conversão.

Para as fases futuras, o programa visa dimensionar o sistema para fornecer até 10 quilowatts de eletricidade óptica, atravessando distâncias de até 200 quilômetros. A energia equivalente a alimentar um centro de dados de pequeno a médio porte, com cerca de 500 servidores, que pode consumir entre 150 e 250 quilowatts.