लेजर पावर ट्रांसमिशन - भविष्य के लिए ऊर्जा आपूर्ति प्रौद्योगिकी

बिजली के आविष्कार और व्यापक रूप से जीवन अनुप्रयोगों के उत्पादन पर जोर देने के बाद से, लंबी दूरी के ट्रांसमिशन के नुकसान को कम करने के लिए एक अत्यधिक कुशल ट्रांसमिशन विधि कैसे ढूंढी जाए, यह बिजली क्षेत्र के ध्यान के फोकस में से एक है और शोधकर्ताओं। चीन की अल्ट्रा-हाई वोल्टेज ट्रांसमिशन तकनीक दुनिया में अपेक्षाकृत अग्रणी है, हालांकि, ट्रांसमिशन प्रक्रिया में अभी भी 2% -7% (दूरी के आधार पर) की हानि दर है, जो एक ऐसा नुकसान है जो नहीं होना चाहिए अवहेलना करना।
ऊर्जा के वायरलेस ट्रांसमिशन का विचार पहली बार 100 साल पहले सर्बियाई वैज्ञानिक निकोला टेस्ला द्वारा प्रस्तावित किया गया था, और लेजर में एक ही दिशा में बहुत अधिक ऊर्जा ले जाने की क्षमता होती है, जो सैद्धांतिक रूप से लंबी दूरी के ट्रांसमिशन की जरूरतों को पूरा करती है। जिस तरह सूरज की रोशनी एक सर्किट बोर्ड को चार्ज कर सकती है, उसी तरह लंबी दूरी के ट्रांसमिशन के साधन के रूप में लेजर में न केवल उच्च आउटपुट पावर होती है, बल्कि इसे चार्जिंग केबल की बाधाओं के बिना किसी भी समय और किसी भी स्थान पर किया जा सकता है, जिसके अद्वितीय फायदे हैं।
1992 में, यूएस एबीबी कंपनी ने लेजर बिजली आपूर्ति प्रौद्योगिकी से संबंधित अनुसंधान, हाई-वोल्टेज लाइन सर्किट मॉनिटरिंग की प्राप्ति का बीड़ा उठाया और धीरे-धीरे पारंपरिक सीटी टेक पॉइंट करंट ट्रांसफार्मर को बदल दिया। अमेरिकी रक्षा विभाग और नेशनल एयरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन ने यह भी महसूस किया कि यदि उपग्रह और मानव रहित विमान लेजर बिजली की आपूर्ति के माध्यम से, आप अधिक कार्यों को पूरा करने के लिए लंबी अवधि का समय प्राप्त कर सकते हैं, दूसरे शब्दों में, सेना में लेजर और एयरोस्पेस में अभूतपूर्व संभावनाएं हैं, इसलिए संबंधित तकनीकी अनुसंधान के कई लेजर उपग्रह कार्य इस तरह से किए गए हैं।
1997 में, जापान के एन. कावाशिमा और अन्य ने चंद्र ज्वालामुखी बॉटम प्रोब रोबोट (ROVER) ऊर्जा आपूर्ति प्रयोग में लेजर ऊर्जा संचरण का उपयोग किया। क्योंकि ज्वालामुखी के अंदर कोई सूरज की रोशनी नहीं है, केवल क्रेटर में लेजर में सूरज की रोशनी प्राप्त करने के लिए, रोवर ऊर्जा आपूर्ति के लिए ज्वालामुखी के नीचे तक प्रेषित किया जाता है। ट्रांसमिशन सिस्टम लेजर आउटपुट पावर 60W, ट्रांसमिशन दूरी 1000 मीटर, सफलतापूर्वक 10W रोबोट ऑपरेशन, फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दक्षता लगभग 20%।
2005 में, नासा मार्शल स्पेस फ़्लाइट सेंटर ने पहली बार 500 W की शक्ति के साथ एक सफलता हासिल की, 6W बिजली प्रदान करने के लिए सूक्ष्म वाहन से 15 मीटर दूर 940nm लेजर की तरंग दैर्ध्य, जिससे वाहन 15 मिनट तक चलता रहा। 2013, अमेरिकी नौसेना प्रयोगशाला ने यूएवी रिमोट बिजली आपूर्ति से 40 मीटर दूर 2 किलोवाट लेजर का सफलतापूर्वक उपयोग किया।
एक पूर्ण लेजर ऊर्जा वितरण प्रणाली में तीन मॉड्यूल होते हैं, अर्थात् लेजर ट्रांसमीटर मॉड्यूल, लेजर ट्रांसमिशन मॉड्यूल और लेजर-टू-इलेक्ट्रिसिटी रूपांतरण मॉड्यूल। उनमें से, लेजर और फोटोवोल्टिक सेल की दक्षता, पूरे लेजर ऊर्जा प्रणाली का मूल है, जहां तक ​​संभव हो वायुमंडलीय क्षीणन, फोटोवोल्टिक रूपांतरण क्षीणन को कम करने के लिए बिजली - प्रकाश - बिजली के रूपांतरण के माध्यम से लेजर ऊर्जा कैसे बनाई जाए, इस प्रणाली का प्रमुख सूचकांक है. चीन की नेशनल यूनिवर्सिटी ऑफ डिफेंस टेक्नोलॉजी, नानजिंग यूनिवर्सिटी ऑफ एयरोनॉटिक्स एंड एस्ट्रोनॉटिक्स, वुहान यूनिवर्सिटी, शेडोंग इंस्टीट्यूट ऑफ एयरोस्पेस इलेक्ट्रॉनिक्स टेक्नोलॉजी और अन्य शोध संस्थानों ने भी विभिन्न तरंग दैर्ध्य और दूरी प्राप्त करने के लिए गैलियम आर्सेनाइड, मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन और अन्य फोटोवोल्टिक कोशिकाओं पर प्रासंगिक शोध किया है। लेजर बिजली की आपूर्ति.
हाल के वर्षों में, जापान, रूस और अन्य देश भी लेजर पावर ट्रांसमिशन से संबंधित प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।
रूस अंतरिक्ष में लेजर पावर ट्रांसमिशन के अनुप्रयोग पर ध्यान केंद्रित करता है। 2021, रूस की "ऊर्जा" रॉकेट अंतरिक्ष कंपनी व्यवहार्यता परीक्षण प्रदान करने के लिए अंतरिक्ष में ऊर्जा संचरण के भविष्य के लिए वायरलेस पावर ट्रांसमिशन प्रयोगों के लिए लेजर का उपयोग करने की योजना बना रही है। अंतरिक्ष प्रयोग, कोड-नाम "पेलिकन", अंतरिक्ष यान के बीच बिजली संचरण के लिए लेजर के उपयोग को संदर्भित करता है, और प्रयोग को अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन के रूसी खंड के दीर्घकालिक वैज्ञानिक प्रयोग कार्यक्रम में शामिल किया गया है। वर्तमान में, फोटोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स की दक्षता 60% तक पहुंच गई है, इसलिए एक अंतरिक्ष यान से दूसरे अंतरिक्ष यान तक बिजली संचारित करने के लिए लेजर का उपयोग बहुत प्रभावी होगा। रूसी वैज्ञानिक अंतरिक्ष कक्षा में उपग्रहों को चार्ज करने के लिए लेजर वायरलेस पावर ट्रांसमिशन तकनीक के उपयोग को लेकर आशावादी हैं।
दूसरी ओर, जापान मुख्य रूप से अपने जीवन अनुप्रयोगों पर अपना ध्यान केंद्रित कर रहा है। टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी और अन्य संस्थान "लाइट वायरलेस चार्जिंग" तकनीक के नागरिकीकरण के विकास के लिए प्रतिबद्ध हैं। लेजर, लेजर विकिरणित वस्तुओं को उत्सर्जित करने के लिए विद्युत ऊर्जा का उपयोग और फिर बिजली उत्पादन बोर्ड के माध्यम से विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाएगा, ताकि न केवल सेल फोन, घरेलू उपकरणों के कॉन्फ़िगरेशन चार्जिंग लाइन की समस्या को बचाया जा सके, बल्कि नई ऊर्जा वाहनों को भी हल किया जा सके। चार्जिंग पाइल चार्जिंग समस्याओं का पता लगाने के लिए रास्ते में नियमित रूप से रुकने की आवश्यकता है।
लेज़र पावर ट्रांसमिशन तकनीक के कई फायदे हैं, लेकिन इसमें कुछ समस्याएं भी हैं जिनका समाधान किया जाना बाकी है। उदाहरण के लिए, अब विद्युत पारेषण के लिए उपयोग की जाने वाली अल्ट्रा-हाई वोल्टेज लाइनों का मानव शरीर से संपर्क करना आसान नहीं है, और वायु प्रसार पर निर्भर अल्ट्रा-हाई-पावर लेजर, विभिन्न प्रकार के प्रतिबिंबों से प्रभावित होना आसान है, एक बार विकिरणित होने के बाद मानव शरीर गंभीर खतरा ला सकता है। एक अन्य उदाहरण, यह कैसे सुनिश्चित किया जाए कि लेजर विभिन्न जलवायु परिस्थितियों में स्थिर और विश्वसनीय ट्रांसमिशन दक्षता सुनिश्चित करे, क्षीणन को कम करे, जबकि उपकरण रिसीवर की आवश्यकता को सटीक रूप से प्रसारित करे, लेकिन ट्रैकिंग और फोकसिंग प्रौद्योगिकी सफलताओं को भी लंबित रखे। निष्कर्ष में, लेजर पावर ट्रांसमिशन तकनीक ऊर्जा आपूर्ति विकास की भविष्य की दिशा का प्रतिनिधित्व करती है और इसमें व्यापक अनुप्रयोग स्थान है।