Nowy rekord w przesyle energii bez przewodów: co naprawdę pokazała DARPA

Co dokładnie zrobiono i dlaczego to ważne

W serii testów w Nowym Meksyku zespół programu Persistent Optical Wireless Energy Relay (POWER) zademonstrował przesłanie ponad 800 W mocy w 30 sekund na dystansie 8,6 km. To największa dotąd publicznie potwierdzona kombinacja mocy i odległości w optycznym przesyle energii. Dla porównania, wcześniejsze rekordy mówiły o 230 W na 1,7 km (25 s) i mniejszej, nieujawnionej mocy na 3,7 km. Testy odbyły się w ośrodku HELSTF na poligonie White Sands Missile Range. W całej kampanii przeniesiono łącznie ponad megadżul energii. To nie demonstracja „gadżetu”, lecz próba skali i powtarzalności. 

Jak działał tor przesyłowy

Zamiast fal radiowych użyto lasera i specjalnego odbiornika PRAD. Wiązka przechodziła przez wąski otwór, odbijała się od lustra parabolicznego, po czym padała na dziesiątki ogniw fotowoltaicznych ułożonych wewnątrz urządzenia; to one zamieniały światło na prąd. W tym konkretnym teście uzyskano około 20% sprawności konwersji – nie była to metryka priorytetowa, bo celem było przede wszystkim sprawdzenie dużego dystansu i stabilności toru w warunkach terenowych. Co ważne, transmisja biegła równolegle do gruntu, więc przez całą drogę wiązka przechodziła przez najgęstszą warstwę atmosfery (turbulencje, pył, miraż), co utrudnia utrzymanie stabilnego profilu. 

Dlaczego ten wynik jest przełomem, ale nie „końcem kabli”

Rekord pokazuje, że optyczny przesył energii można zrealizować w skali kilometrów i z użyteczną mocą (setki watów). Jednocześnie to początek długiej drogi:

• Sprawność ~20% oznacza dziś duże straty, a zasilanie wymaga mocnego źródła laserowego.

• Okno czasowe 30 s wynika m.in. z ograniczeń termicznych i chęci weryfikacji stabilności toru, a nie pracy ciągłej.

• Atmosfera rozstraja wiązkę; przesył pionowy (np. do dronów lub przekaźników na pułapie) może być łatwiejszy, bo wyżej powietrze jest rzadsze.

• Bezpieczeństwo i regulacje (strefy bezpieczeństwa, ruch lotniczy, okulary ochronne, interlocki) to osobny zestaw wymagań dla praktycznych wdrożeń.
  To wszystkie elementy, nad którymi zespoły będą pracować w kolejnych fazach programu.

Po co inwestować w „energię ze światła”

Energia jest walutą pola walki — tak program POWER uzasadnia rozwój „energetycznej sieci bezprzewodowej” z przekaźnikami (relays). Chodzi o możliwość dostarczenia mocy „na żądanie” w punkt, gdzie logistyka kablowa lub paliwowa jest trudna albo niebezpieczna:

• zasilanie punktów łączności i sensorów w terenie,

• doładowywanie bezzałogowców (UAV) w locie,

• wsparcie działań ratowniczych w rejonach odciętych po katastrofach,

• tworzenie elastycznej „sieci energii” zamiast jednej, łatwej do przerwania linii.
  W dłuższej perspektywie rozważa się też zastosowania kosmiczne (np. jako ogniwo większego łańcucha zasilania).

Zdjęcie wygenerowane przez AI

Co odróżnia ten test od poprzednich rekordów

Wcześniejsze demonstracje optycznego WPT (Wireless Power Transmission) osiągały dystanse rzędu 1,7–3,7 km z mocą od setek miliwatów do setek watów. Nowy wynik DARPA to skok zarówno w mocy (800 W), jak i w odległości (8,6 km), przy pełnym torze optycznym i realnej konwersji na energię elektryczną po stronie odbiornika. Skalowanie do wyższych mocy i dłuższych czasów pracy ma być osiągane m.in. przez układy przekaźników i optymalizację geometrii toru. 

Pytania, na które trzeba jeszcze odpowiedzieć

1. Jak zwiększyć sprawność bez kompromisu bezpieczeństwa?
   Dzisiejsze ~20% to próg „akceptowalnej demonstracji”, ale dla wdrożeń cywilnych i wojskowych potrzeba więcej. W grę wchodzi zarówno sprawność źródła laserowego, jak i lepsze ogniwa PV dopasowane spektralnie do długości fali użytej w nadajniku. Chłodzenie oraz sterowanie wiązką (beam control, adaptatywna optyka) zmniejszą straty i ryzyko.

2. Gdzie leży granica zasięgu?
   Turbulencje i absorpcja będą zawsze przeszkodą; dlatego program zakłada testy tras pionowych i przekaźników powietrznych. Cieńsza atmosfera i krótszy tor przez warstwy zaburzające poprawiają bilans energetyczny i bezpieczeństwo lotnicze.

3. Co z regulacjami i ryzykiem oślepiania?
   Wysokoenergetyczne wiązki wymagają ściśle kontrolowanych stref i koordynacji (np. NOTAM dla przestrzeni powietrznej), a w aplikacjach miejskich – procedur chroniących ludzi i sprzęt. To bariera wdrożeniowa, ale znana z sektora laserów przemysłowych i systemów LIDAR.

Co z „cywilami”, czy ta technologia trafi do użytku publicznego?

W krótkim terminie najpierw zobaczymy zastosowania niszowe: zasilanie dronów nad infrastrukturą, mobilne punkty mocy dla ekip ratunkowych, tymczasowe łącza energetyczne w terenie. Do domów szybciej trafią nadal ładowanie indukcyjne czy mikrofalowy WPT na bardzo krótkie dystanse – są bezpieczniejsze, tańsze i uregulowane. Jeśli optyczny WPT ma wejść szerzej do cywila, musi podnieść sprawność, obniżyć koszty i udowodnić bezpieczeństwo w gęstej zabudowie.

Ciekawostka z poligonu

W trakcie testów część odebranej energii wykorzystano do… zrobienia popcornu – gest nawiązujący do filmu „Real Genius” i jednocześnie pokazowy dowód, że po stronie odbiornika dostajemy zwykłą energię elektryczną, gotową do użycia przez odbiorniki. (Live Science)

Co dalej w programie POWER

Kolejne etapy to przekaźniki (relays) i tor pionowy, by poprawić budżet mocy i dostępność w realnych warunkach. Długofalowo DARPA mówi o „energetycznej sieci” zdolnej przenosić moc tak elastycznie, jak dziś przenosimy dane — z priorytetem dla operacji wojskowych i sytuacji kryzysowych.

Najważniejsze liczby (w kontekście rekordów)

• >800 W przez 30 s na 8,6 km – demonstracja DARPA POWER na White Sands (maj 2025).

• Poprzednie publiczne rekordy: 230 W / 1,7 km (25 s) oraz mniejsza, nieujawniona moc na 3,7 km. 

• Sprawność odbiornika ~20% w tej kampanii testowej.

Źródła i dalsza lektura:

• Komunikat DARPA o rekordzie (800 W, 8,6 km, >1 MJ energii). darpa.mil

• Opis programu POWER i cel „sieci energii” z przekaźnikami. darpa.mil

• NRL o udziale naukowców i parametrach testu. nrl.navy.mil

• Relacje techniczne i popularnonaukowe (sprawność ~20%, szczegóły odbiornika PRAD, ciekawostki z testów). The Debriefpv magazine USAIEEE Spectrum