นิวซีแลนด์เล็งใช้เสาไฟไร้สาย ระบบจ่ายไฟแห่งโลกอนาคต

ปัจจุบัน เทคโนโลยีไฟฟ้าไร้สาย กลายเป็นหมุดหมายสำหรับการส่งจ่ายพลังงานในระบบโครงสร้างสาธารณูปโภคพื้นฐานแห่งอนาคต ในโครงการนำร่องของพาวเวอร์โค (Powerco) บริษัทผู้ให้บริการไฟฟ้ารายใหญ่อันดับ 2 ของนิวซีแลนด์ พาวเวอร์โคกำลังเริ่มใช้เทคโนโลยีจากบริษัทสตาร์ตอัปชื่อเอมรอด (Emrod) ตั้งเป้าทดสอบการจ่ายพลังงานโดยไม่มีเสาไฟและสายไฟระโยงระยาง และอนาคตของระบบพลังงานในนิวซีแลนด์อาจกลายเป็นภาพในฝันของนักวิทยาศาสตร์ในอดีต นามว่า นิโคลา เทสลา (Nikola Tesla)

ย้อนไปในอดีต ช่วงทศวรรษที่ 1890 นิโคลา เทสลา นักวิทยาศาสตร์ชื่อดัง ผู้ประดิษฐ์ Tesla Coil และผู้พัฒนาไฟฟ้ากระแสสลับ ได้ทดลองการส่งกระแสไฟฟ้าแบบไร้สายขึ้นที่สหรัฐอเมริกา แต่ผลการทดลองไม่เป็นไปตามที่คาด โดยเขาไม่สามารถควบคุมลำแสงไฟฟ้าในระยะทางไกลได้ ในทางกลับกัน ต้นปีนี้ เอมรอดเดินหน้าสร้างโรงไฟฟ้าทดลองที่ปล่อยกระแสไฟแบบไร้สาย ไม่ต้องปักเสา ไม่มีสายไฟ ซึ่งเท่ากับว่าไม่ต้องใช้สายทองแดงอีกต่อไป

วิธีการของเอมรอดคือ พวกเขาเลือกส่งผ่านพลังงานแบบไร้สาย โดยการสร้างลำแสงกระแสไฟฟ้าอัดแน่น จากคลื่นวิทยุที่ใกล้เคียงกับความถี่ของ Wi-Fi และบลูทูธ รวมถึงไมโครเวฟ ซึ่งพวกเขาจะใช้อุปกรณ์รูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสแบบพิเศษที่ติดตั้งอยู่บนเสาแนวนอน ที่ทำหน้าที่เป็นตัวจ่ายสัญญาณไฟฟ้า พร้อม ๆ กับที่พื้นผิวของเสาบริเวณส่วนกว้างจะเป็นตัวจับสัญญาณคลื่นไฟฟ้าทั้งหมดไว้  

โดยเคล็ดลับการทำให้ลำแสงไฟฟ้าอัดแน่น คือการเลือกใช้เสาอากาศแบบปรับแก้ไขสัญญาณที่รู้จักกันในชื่อ เรคเทนนา (Rectenna) ที่สามารถส่งผ่านคลื่นไฟฟ้าไมโครเวฟ จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งได้ นับว่าเป็นระบบที่เหมาะกับภูมิประเทศหุบเขาสลับซับซ้อนของนิวซีแลนด์อย่างมาก

ปัจจุบันเอมรอดกำลังทดลองใช้ระบบส่งผ่านพลังงานไร้สายรุ่นต้นแบบในพื้นที่ขนาด 130 ฟุต โดยเสาอากาศโดยทั่วไปที่มีหน้าที่รับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะเป็นประเภท Antenna เช่น เสารับคลื่นความถี่วิทยุ โทรทัศน์ โทรศัพท์ หรือสัญญาณไวไฟ จากนั้นจะส่งความถี่ที่ได้รับไปสู่อุปกรณ์ไฟฟ้า ซึ่งจะแปลงสัญญาณให้เป็นแสง สี เสียงต่อไป แต่ตัวจ่ายไฟฟ้าไร้สายต้นแบบของ Emrod ส่งไฟฟ้าผ่าน Rectifying Antenna (Rectenna) เสาอากาศเปลี่ยนพลังงาน ซึ่งจะรับสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าแล้วเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง  ส่งพลังงานด้วยวัตถุส่งสัญญาณวิทยุขนาดเล็กที่ใช้รูปแบบสัญญาณคลื่นเดี่ยว จากนั้นคลื่นลำแสงสัญญาณจะแพร่ออกไปในแนวขนาน และจะไม่แพร่กระจายออกนอกพื้นที่ 

เอมรอดยังใช้การออกแบบวัสดุที่เรียกว่า เมตาแมทีเรียล (Metamaterial) ที่จับคลื่นวิทยุได้อย่างมีประสิทธิภาพเข้ามาช่วยในการส่งพลังงาน และเสาอากาศจะส่งพลังงานผ่านจุดรีเลย์ไปยังเรคเทนนาต้นอื่น ๆ สำหรับระบบความปลอดภัย เอมรอดใช้ระบบเลเซอร์ขนาดเล็ก เพื่อตรวจจับสิ่งกีดขวางระหว่างรีเลย์และเรคเทนนา จึงกล่าวได้ว่า ระบบนี้ไม่แพร่กระจายรังสีภายนอก และไม่มีสัตว์ใด ๆ จะได้รับอันตรายจากการส่งพลังงานรูปแบบนี้

เอมรอดกล่าวว่า เสาพลังงานไร้สายของเอมรอด ทำหน้าที่เป็นเสาตัวกลางเหมือนกับสายเคเบิล ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อภูมิประเทศภูเขาสลับซับซ้อน เนื่องจากในชนบทของนิวซีแลนด์ มักจะไม่มีสายพลังงานไฟฟ้าปกติเข้าถึงได้ และการพัฒนาโครงการนี้ยังจะสร้างผลดีด้านสิ่งแวดล้อม เพราะพื้นที่หลายแห่งที่ไม่มีไฟฟ้าใช้ ก็ต้องใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลเป็นแหล่งพลังงาน และโครงการของเอมรอดจะลดการใช้น้ำมันดีเซลลงได้ 

ที่มาของข้อมูล popularmechanics.com

ที่มาของรูปภาพ Emrod