Energia senza fili: DARPA testa il power beaming con 800W
Scopri come DARPA ha trasmesso 800 watt di energia senza fili su 8,6 km usando un laser spaziale. Un passo rivoluzionario verso il futuro del power beaming e dell’energia nell’aria! ⚡🚀
L’energia senza fili non è più fantascienza. Con un test record, DARPA ha trasmesso oltre 800 watt via laser su 8,6 km nel deserto del New Mexico, senza cavi né contatto fisico. Un primo passo verso un futuro in cui anche l’elettricità viaggerà nell’aria, come già fanno i dati.
Vuoi sapere come funziona e quali sfide nasconde? Continua a leggere: entriamo nel cuore dell’energia senza fili.👀
Energia senza fili attraverso la luce: come funziona?
Alla base della trasmissione di energia senza fili via laser c’è la conservazione dell’energia elettromagnetica e la conversione fotonica in energia elettrica. Un laser a stato solido emette un fascio coerente, monocromatico e collimato di luce, con potenza $P_{\text{laser}}$ che viene diretto verso un ricevitore fotovoltaico ottimizzato.
L’energia trasportata dal fascio laser è data da:
$E = P_{\text{laser}} \cdot t$
dove:
- E è l’energia totale trasportata (in joule)
- $P_{\text{laser}}$ è la potenza del laser (in watt)
- t è il tempo di esposizione (in secondi)
Nel caso del test DARPA: $E=800 W⋅30 s=24.000 J=24 kJ$. Il ricevitore sviluppato da Teravec Technologies è progettato per catturare il massimo numero di fotoni utili, utilizzando uno specchio parabolico che concentra la luce su un anello di celle fotovoltaiche.
La conversione fotovoltaica segue il principio dell’effetto fotoelettrico, secondo cui l’energia di ciascun fotone del laser è:
$E_{\gamma} = h \cdot \nu = \frac{h \cdot c}{\lambda}$
dove:
- h è la costante di Planck (circa $6{.}626 \times 10^{-34} \text{J·s}$)
- $\nu$ è la frequenza della radiazione
- c è la velocità della luce (circa $3 \times 10^8 \text{m/s}$)
- $\lambda$ è la lunghezza d’onda del laser
Se il laser ha lunghezza d’onda $\lambda = 1{.}06 \mu m$ (tipico dei laser Nd:YAG), allora:
$E_{\gamma} = \frac{6.626 \times 10^{-34} \, \text{J} \cdot \text{s} \cdot 3.00 \times 10^{8} \, \text{m/s}}{1.06 \times 10^{-6} \, \text{m}} \approx 1.87 \times 10^{-19} \, \text{J}$
Il numero di fotoni al secondo è:
$N_{\gamma} = \frac{P_{\text{laser}}}{E_{\gamma}} = \frac{800 \, \text{W}}{1.87 \times 10^{-19} \, \text{J}} \approx 4.28 \times 10^{21} \, \text{fotoni/s}$
Infine, l’efficienza di conversione del ricevitore è:
$\eta = \frac{P_{\text{elettrica}}}{P_{\text{laser}}}$
Con un’efficienza $\eta > 20\%$, significa che oltre 160 watt di potenza elettrica utile sono stati generati in ricezione.
$P_{\text{elettrica}} = \eta \cdot P_{\text{laser}} = 0.20 \cdot 800 = 160 \, \text{W}$
Le sfide dell’energia senza fili via laser
Trasmettere energia senza fili su lunghe distanze è tutt’altro che semplice: l’atmosfera assorbe e devia la luce, la turbolenza ne disturba il percorso e la diffrazione tende ad allargare il fascio. Servono ottiche precise, puntamento stabile e massima sicurezza. Tutte sfide che DARPA ha saputo affrontare nel test PRAD.
DARPA è un’agenzia del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, fondata nel 1958 durante la Guerra Fredda, con lo scopo di anticipare e sviluppare tecnologie rivoluzionarie per uso militare — ma molte di queste hanno finito per avere impatti enormi anche sulla vita civile.
I risultati record del programma POWER
Nel test PRAD (POWER Receiver Array Demo) del 16 maggio 2025, DARPA ha trasmesso con successo oltre 800 W di potenza laser in un impulso di 30 secondi, su una distanza di 8,6 km attraverso l’atmosfera terrestre.
Come calcolato in precedenza, ciò equivale a un’energia totale trasferita di 24.000 joule, parte di un trasferimento complessivo che ha superato 1 megajoule (circa 277 Wh): una quantità sufficiente per alimentare un frigorifero per un’ora… o far saltare popcorn, come celebrato ironicamente dal team!
Questa dimostrazione ha triplicato la potenza e quintuplicato la distanza rispetto al precedente record, stabilendo un nuovo riferimento per il power beaming ottico.
Ma soprattutto, il test ha validato una piattaforma scalabile e adattabile, pronta per essere integrata su droni, stazioni remote e (in futuro) sistemi orbitali. Un progresso epocale verso un mondo in cui l’energia si muove libera dai cavi, come fanno oggi i dati.
Quali applicazioni sono possibili?
L’obiettivo a lungo termine del programma POWER è quello di distribuire energia in tempo reale in zone di conflitto, in aree colpite da disastri, o verso droni e satelliti in volo, eliminando la dipendenza da carburante, batterie o infrastrutture complesse. Nel futuro, tecnologie simili potrebbero:
- Rifornire droni in volo, garantendo autonomia praticamente illimitata
- Alimentare basi remote o rifugi umanitari, senza trasporti via terra
- Trasferire energia dallo spazio alla Terra, mediante satelliti con pannelli solari orbitanti
Con l’entrata nella Fase 2 del progetto, DARPA mira ora a integrare stazioni di rilancio intermedie (relay drones) e a sviluppare trasmissioni verticali, accelerando il cammino verso una rete energetica wireless globale.
Curioso di sapere cosa bolle davvero in pentola? DARPA ha raccontato tutti i dettagli del progetto POWER – dai laser ai droni relay, fino alla visione di un futuro senza fili – in un comunicato ufficiale imperdibile. Scopri cosa c’è davvero dietro l’energia wireless del futuro: 👉 Leggi l’articolo ufficiale DARPA sul progetto POWER!