Transmissão de energia prática torna-se real

Um século depois, o sonho de Nikola Tesla se torna realidade

Um sistema de transmissão de energia desenvolvido pela PowerLight Technologies transmitiu centenas de watts de energia durante uma demonstração de 2019 no porto de Seattle.

Os fios têm muito indo atrás deles quando se trata de mover energia elétrica, mas eles também têm suas desvantagens. Afinal, quem já não se cansou de ter que plugar e desplugar o celular e outros aparelhos recarregáveis? É um incômodo.

Os fios também desafiam as concessionárias de energia elétrica: essas empresas devem se esforçar para aumentar a tensão que aplicam em seus cabos de transmissão a valores muito altos para evitar a dissipação da maior parte da energia ao longo do caminho. E quando se trata de alimentar o transporte público, incluindo trens elétricos e bondes, os fios precisam ser usados ​​em conjunto com contatos rolantes ou deslizantes, que são difíceis de manter, podem gerar faíscas e, em alguns ambientes, gerar contaminantes problemáticos.

Muitas pessoas estão ansiosas por soluções para esses problemas - veja a adoção generalizada na última década do carregamento sem fio, principalmente para eletrônicos de consumo portáteis, mas também para veículos. Enquanto um carregador sem fio evita que você tenha que conectar e desconectar cabos repetidamente, a distância pela qual a energia pode ser fornecida dessa maneira é bastante curta. De fato, é difícil recarregar ou alimentar um dispositivo quando o entreferro é de apenas alguns centímetros, muito menos alguns metros. Não existe realmente uma maneira prática de enviar energia por distâncias maiores sem fios?

Para alguns, toda a noção de transmissão de energia sem fio evoca imagens de Nikola Tesla com bobinas de alta voltagem expelindo relâmpagos em miniatura. Esta não seria uma conexão tão boba de se fazer. Tesla realmente buscou a ideia de usar o solo e a atmosfera como um canal para transmissão de energia de longa distância, um plano que não deu em nada. Mas seu sonho de enviar energia elétrica por grandes distâncias sem fios persistiu.

Para enfatizar a segurança do sistema, o apresentador do programa de ciências da BBC "Bang Goes the Theory" enfiou o rosto totalmente em um feixe de energia.

Guglielmo Marconi, contemporâneo de Tesla, descobriu como usar as "ondas hertzianas" ou ondas eletromagnéticas, como as chamamos hoje, para enviar sinais a longas distâncias. E esse avanço trouxe consigo a possibilidade de usar o mesmo tipo de onda para transportar energia de um lugar para outro. Afinal, foi assim que toda a energia armazenada na madeira, no carvão, no petróleo e no gás natural veio originalmente para cá: ela foi transmitida por 150 milhões de quilômetros pelo espaço como ondas eletromagnéticas — luz solar —, a maior parte delas há milhões de anos.

A mesma física básica pode ser aproveitada para substituir os fios hoje? Meus colegas e eu do US Naval Research Laboratory, em Washington, DC, pensamos que sim, e aqui estão algumas das razões.

Houve esforços esporádicos ao longo do século passado para usar ondas eletromagnéticas como meio de transmissão de energia sem fio, mas essas tentativas produziram resultados mistos. Talvez o ano de ouro da pesquisa sobre transmissão de energia sem fio tenha sido 1975, quando William Brown, que trabalhava para a Raytheon, e Richard Dickinson, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (agora aposentado), usaram micro-ondas para transmitir energia através de um laboratório com mais de 50 por cento de ponta a ponta. - eficiência final. Em uma demonstração separada, eles conseguiram fornecer mais de 30 kilowatts em uma distância de cerca de 1,6 km.

Essas demonstrações faziam parte de uma campanha maior da NASA e do Departamento de Energia dos EUA para explorar a viabilidade de satélites de energia solar, que, foi proposto, um dia colheriam a luz solar no espaço e transmitiriam a energia para a Terra como micro-ondas. Mas como essa linha de pesquisa foi motivada em grande parte pela crise energética da década de 1970, o interesse por satélites de energia solar diminuiu nas décadas seguintes, pelo menos nos Estados Unidos.

Embora os pesquisadores revisitem a ideia de satélites de energia solar com alguma regularidade, aqueles que realizam demonstrações reais de transmissão de energia têm lutado para superar a marca d'água de eficiência, distância e nível de energia alcançados em 1975. Mas essa situação está começando a mudar, graças a vários avanços recentes em tecnologias de transmissão e recepção.