Лазерный мир

Команда исследователей из Университета Оттавы (Канада) совместно с Институтом солнечной энергетики Фраунгофера в Германии разработала новое устройство, способное эффективно передавать электроэнергию по оптоволоконному кабелю на большие расстояния. Это открытие может стать ключевым решением для питания в отдаленных районах, труднодоступных местах, а также в космосе.
 Исследование опубликовано в Cell Reports Physical Science.

Вместо обычных электрических проводов, которые сложно прокладывать в горах, на севере или под водой, ученые предлагают использовать лазерный свет, передаваемый по стандартному телекоммуникационному оптоволокну. Специальный фотонный преобразователь энергии на другом конце превращает этот свет в электричество.

Как это работает?

Лазер передает инфракрасный свет по оптоволокну. На другом конце находится приемник — фотонный преобразователь, который поглощает свет и генерирует ток. Основой служит полупроводниковый переход, где встречаются положительно и отрицательно заряженные материалы. Многослойность усиливает эффективность. Такие системы могут одновременно передавать и энергию, и данные, используя один и тот же кабель. Это снижает затраты и риски.

Подобные технологии уже существовали, но были ограничены:

• низкий КПД;
• малая длина волокна (из-за потерь света);
• невысокое напряжение на выходе.

Теперь это изменилось благодаря многопереходной конструкции — нескольким слоям полупроводников, сложенных друг на друга. Это позволило достичь рекордных показателей.

В результаты эксперементов получилось напряжение на выходе — 2 вольта (в 3 раза больше, чем у предыдущих однопереходных устройств). Эффективность преобразования более 53% (предыдущий рекорд — 52,8%). Устойчивость при длине волокна более 1 км.

«Устройство показывает резкое улучшение мощности и передачи данных на расстояния, где традиционные системы уже не работают», — говорит первый автор работы Гэвин Форкад.

«Это может улучшить питание для датчиков в системах умной энергетики без риска поражения молнией», — объясняет профессор Карин Хинцер, руководитель лаборатории и соавтор проекта

Новая технология способна обеспечить питание там, где традиционные сети невозможны или слишком дороги:

• в арктических районах и на удаленных объектах;
• на морских платформах и в шахтах;
• в зонах с риском взрывов или коротких замыканий;
• на спутниках, дронах, луноходах и марсианских роверах.

«Мы потенциально можем использовать уже существующую телекоммуникационную инфраструктуру для одновременной передачи энергии и данных», — добавляет Хинцер.

Сейчас ученые работают над повышением надежности и масштабируемости технологии. По их словам, в будущем подобные преобразователи могут стать частью глобальной энергетической инфраструктуры.

Источник: https://naukatv.ru/news/izobreten_sposob_zaryazhat_ustrojstva_s_pomoschyu_lazera_na_bolshom_rasstoyanii