ความสำเร็จครั้งใหญ่ของการส่งพลังงานไร้สาย
การส่งพลังงานโดยไม่ใช้สายเคเบิลเคยเป็นความฝันของมนุษยชาติมาเกือบร้อยปี นับตั้งแต่ นิโคลา เทสลา พยายามพัฒนาเทคโนโลยีนี้ในช่วงบั้นปลายชีวิตของเขา ล่าสุด ความฝันนั้นเริ่มใกล้ความจริงขึ้นเรื่อยๆ เมื่อหน่วยงานวิจัยของกองทัพสหรัฐฯ อย่าง DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) สามารถส่งกระแสไฟฟ้าไร้สายผ่านเลเซอร์ได้ไกลถึง 8.6 กิโลเมตร เป็นเวลา 30 วินาที ด้วยกำลังไฟ 800 วัตต์ เทียบเท่าการเปิดไมโครเวฟหรือเครื่องทำความเย็นขนาดเล็กในช่วงสั้น ๆ
เบื้องหลังความสำเร็จ
โครงการนี้อยู่ภายใต้ชื่อ Persistent Optical Wireless Energy Relay (POWER) ซึ่งเป็นการพัฒนาระบบส่งพลังงานด้วยเลเซอร์อินฟราเรด โดยมีองค์ประกอบหลักคือ:
- เลเซอร์อินฟราเรดพลังสูง ที่ถูกควบคุมทิศทางอย่างแม่นยำ
- ตัวรับพลังงาน ที่อยู่บนพื้นดิน ใช้กระจกพาราโบลารับแสงเลเซอร์ แล้วสะท้อนเข้าสู่เซลล์โฟโตโวลตาอิก (PV cells) ที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับความยาวคลื่นนี้
- ระบบ adaptive optics และการปรับทิศทางลำแสง (beam-steering) ที่ช่วยให้ลำแสงเลเซอร์คงตัวและไม่กระเจิงแม้อยู่ในระยะทางไกล
พลังงานที่ส่งผ่านเลเซอร์สามารถแปลงเป็นไฟฟ้าได้ด้วยประสิทธิภาพประมาณ 20% ซึ่งถือว่าสูงมากในสภาวะการทดลองระยะไกลแบบนี้ โดยในช่วง 30 วินาที ระบบสามารถส่งพลังงานรวมได้กว่า 1 เมกะจูล
สถิติก่อนหน้าและคู่แข่งในวงการ
DARPA ไม่ได้เพิ่งเริ่มต้นกับเรื่องนี้ เพราะในช่วงปลายปี 2024 หน่วยงานนี้เคยส่งพลังงานได้ 230 วัตต์ ไกลถึง 1.7 กิโลเมตร และยังทดสอบได้ถึง 3.7 กิโลเมตรในการทดลองก่อนหน้านั้น
ในขณะเดียวกัน บริษัทเอกชนบางแห่งก็ทำผลงานได้น่าสนใจเช่นกัน เช่น:
- PowerLight Technologies ส่งพลังงานอินฟราเรด 400 วัตต์ในระยะ 1 กิโลเมตร แต่สามารถทำได้ต่อเนื่องนานถึง 12 ชั่วโมง
- Emrod บริษัทจากนิวซีแลนด์ เลือกใช้คลื่นไมโครเวฟ ส่งพลังงานได้ถึง 2 กิโลวัตต์ในระยะทางไม่กี่ร้อยเมตร แต่มีประสิทธิภาพสูงถึง 97%
แม้ตัวเลขระยะทางจะยังไม่เท่า DARPA แต่ในแง่ของความต่อเนื่องหรือประสิทธิภาพการแปลงพลังงานก็นับว่าน่าสนใจไม่น้อย
เป้าหมายในอนาคต: พลังงานจากเลเซอร์ไกล 200 กม.
การทดลองครั้งนี้เป็นเพียง “เฟสแรก” ของโครงการ POWER เท่านั้น โดย DARPA ตั้งเป้าว่าในระยะต่อไปจะสามารถ:
- ส่งพลังงานได้ถึง 10 กิโลวัตต์ (เทียบเท่ากับระบบไฟฟ้าขนาดเล็ก)
- ครอบคลุมระยะทางถึง 200 กิโลเมตร
- ใช้เลเซอร์ขนาดใหญ่ขึ้น และระบบควบคุมลำแสงที่แม่นยำกว่าเดิม
- สามารถจ่ายไฟให้กับ ดาต้าเซ็นเตอร์ขนาดกลาง (ประมาณ 500 เครื่องเซิร์ฟเวอร์) ที่ใช้พลังงาน 150–250 กิโลวัตต์ ได้ในอนาคต
บทสรุป: ฝันที่กำลังใกล้ความจริง
แม้จะยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่การที่สามารถส่งพลังงานไร้สายได้ไกลถึง 8.6 กิโลเมตร ถือเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญของวงการพลังงานโลก และหากสามารถพัฒนาให้ส่งได้ถึงระดับ 200 กิโลเมตรจริงในอนาคต เทคโนโลยีนี้อาจปฏิวัติระบบไฟฟ้าแบบเดิม ๆ อย่างสิ้นเชิง เช่น การส่งไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่อยู่ห่างไกลมายังพื้นที่ใช้งาน หรือแม้แต่ส่งพลังงานจากดาวเทียมลงมายังโลกได้แบบไม่มีสายไฟเลยก็เป็นไปได้
ข้อมูลเพิ่มเติม:
- 800 วัตต์ คือพลังงานเทียบเท่าเครื่องใช้ไฟฟ้าเล็ก ๆ เช่น ไมโครเวฟ 1 เครื่อง
- 1 เมกะจูล = พลังงานที่สามารถจ่ายให้หลอดไฟ 100 วัตต์ได้นาน 2 ชั่วโมง 45 นาที
- หากสามารถส่งพลังงานได้ 10 กิโลวัตต์ในอนาคต จะสามารถจ่ายไฟให้บ้านเรือนได้พร้อมกันหลายหลัง หรือดาต้าเซ็นเตอร์ขนาดกลางได้เลย
ที่มา: notebookcheck
