Það er hægt að breyta rafmagni í örbylgjur en er hægt að snúa ferlinu við og breyta örbylgjum í rafmagn?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Það er hægt að breyta rafmagni í örbylgjur en er hægt að snúa ferlinu við og breyta örbylgjum í rafmagn?
Það má breyta örbylgjum í rafstraum með afriðandi loftneti (e. rectenna, rectifier antenna). Afriðandi loftnet breytir örbylgjum beint í jafnstraum. Einfalt afriðandi loftnet er byggt með því að leggja Schottky-tvist (e. Schottky diode) á milli póla loftnets. Schottky-tvistur hefur þann eiginleika að leiða vel rafstraum í aðra áttina en ekki í hina áttina, þannig afriðar hann riðstrauminn sem örbylgjurnar framkalla í loftnetinu. Afriðandi loftnet samanstendur gjarnan af loftneti, síurás og afriðandi tvisti, eins og á myndinni, eða brúarafriðun. Afriðandi loftnet geta verið með afar góða nýtni og 80 - 90 % nýtni er ekki óalgeng.

Örbylgjur eru rafsegulbylgjur með bylgjulengd sem er lengri en innrautt ljós en styttri en útvarpsbylgjur. Bylgjulengd örbylgna liggur á bilinu 1 mm (300 GHz) til 30 cm (1 GHz). Örbylgjur má nota til að flytja orku yfir langar vegalengdir. Þær má þess vegna nota til að flytja orku þar sem eiginlegum tengingum er ekki við komið.

Rannsóknir á slíkum orkuflutningi má rekja aftur til Heinrich Hertz og Nikola Tesla undir lok nítjándu aldar. Rannsóknir hófust á ný eftir síðari heimsstyrjöldina. Slíkur orkuflutningur fæli það í sér að breyta rafstraumi í örbylgjur, flutningi örbylgnanna á milli fjarlægra staða og söfnun örbylgnanna og umbreytingu þeirra í jafnstraum. Heildarnýtni í þessu ferli er þó enn það lítil að aðferðin er illa nothæf.

Á sjöunda og áttunda áratug tuttugustu aldar skoðaði Geimferðastofnun Bandaríkjanna (NASA) möguleikann á að safna sólarorku með gervitunglum og beina orkunni til jarðar með örbylgjum. Hugmyndin var að breyta geislun sólarinnar í rafstraum með sólarhlöðum. Byggja átti gríðarstórar sólarhlöður, allt að 50 km² sem væru á gervitungli á braut um jörðina eða sætu á tunglinu. Breyta átti rafstraumnum í örbylgjur sem beint væri til jarðar þar sem þeim yrði safnað með loftneti og breytt í nothæfa raforku. Sólarhlöður á braut um jörðu myndu safna nálega áttföldu sólarljósi á við það sem safnað er á jörðu niðri á sama flatarmáli vegna skýjafars, ryks í andrúmslofti og sveiflum dags og nætur. Örbylgjugeisluninni yrði svo safnað með afriðandi loftneti eins og að ofan var lýst.

Geimferðastofnun Bandaríkjanna hefur einnig kannað möguleikann á örbylgjuknúnu fari, sem vera má að komi í stað hefðbundinna flugvéla og komi okkur til annarra pláneta. Þessi för fengju þá orku sína frá gervitunglum sem beindu að þeim örbylgjugeisla.

Frekara lesefni

• Um afriðandi loftnet má lesa í grein P. Koert og J.T. Cha, “Millimeter wave technology for space power beaming” í IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, MTT-40 (1992), bls. 1251 – 1258.
• Um sögu rannsókna á orkuflutningi með örbylgjum er hægt að lesa í grein William C. Brown, “The History of Power Transmission by Radio Waves” í IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, MTT-32 (1984), bls. 1230 – 1242.

...