مقاله: انتقال انرژی الکتریکی توسط لیزر
انتقال انرژی الکتریکی توسط لیزر
1منصوره گنجعلی، 2منیره گنجعلی،3بهاره مهدیزاده نراقی
1و2 پژوهشگاه مواد وانرژی، پژوهشکده مواد نو، بخش لیزر – اپتیک
3دانشگاه بین المللی امام خمینی، دانشکده فیزیک
در حال حاضر، تنها با داشتن سلاح ها و تجهیزات کامل نمی توان در جنگها به دفاع و مقابله با دشمن پرداخت. برای استفاده از قدرت الکتریکی و شارژ منابع تغذیه در زمان بحران، با توجه به رشد وتکنولوژی انتقال قدرت الکتریکی، توسط لیزر، این مقاله، ابتدا، بررسی اجمالی در روش سنتی انتقال قدرت با منابع میکرو ویو و ماوراء قرمز، و سپس بحث مبسوطی در ارسال انرژی الکتریکی توسط تکنیک لیزر با مزیتها و کاستیها آن خواهد داشت.
انتقال انرژی
انتقال انرزی بیسیم یا انتقال قدرت ،فرایندی است که در ان انرژی الکتریکی از یک منبع نیرو به یک حامل الکتریکی بدون نیاز به سیم های متصل در یک شبکه الکتریکی ،گسیل می شود.این فرایند بسیار ایده ال در مواردی است که انتقال انرژی پیوسته یا آنی مورد نیاز باشد. با توجه به اینکه، سیمهای متصل در یک شبکه، خطرناک، غیرممکن یا غیر سودمند باشد. در انتقال انرژی به صورت بیسیم، مساله بازده بسیار مهم می باشد و همین بازده باعث تفاوت در گونه های مختلف انتقال انرژی می شود.
در رده بندی گونه های مختلف انتقال انرژی بیسیم می توان به انتقال القایی قدرت، انتقال انرژی بر مبنای امواج میکروویو، مادون قرمز و لیزر اشاره کرد که در حال حاضر معمولترین آنها، انتقال القایی قدرت می باشد{1و2}.
در این مقاله، ابتدا مروری کوتاه بر سه مورد اول خواهیم داشت و سپس انتقال انرژی توسط لیزر را به تفصیل مورد بررسی قرار خواهیم داد.
در طراحی آنتن های استاندارد RF[1] پارامترهای مهم شامل فاصله فرستنده تا گیرنده، طول موج، معیار رایلی و حد پراکندگی می باشند که این پارامترها در مورد لیزرها هم اعمال می شوند. البته این پارامترها جذب توسط اتمسفر را که یک اثر تضعیف کننده مهم در انتقال انرژی می باشد، را در برنمی گیرند. معیار رایلی بیان می کند که هر موج (میکروویو و یا لیزر) در فضا گسترش می یابد و در طول فواصل گسترش، پراکنده و تضعیف می شود. هر چه آنتن فرستنده یا روزنه لیزر در مقایسه با طول موج تابش بزرگتر باشد، اشعه باریکتر شده و کمتر گسترش فضایی پیدا می کند و بر- عکس. اما مفهوم روزنه لیزر به طور قابل ملاحظه ای از یک آنتن متفاوت است. به طور معمول، یک روزنه لیزری بسیار بزرگتر از طول موج، تابش هایی با مدهای چندگانه بوجود آورده و قبل از گسیل جفت تابش، معمولا از یکسو کننده هایی[2] استفاده می شود.
انتقال امواج میکروویو نسبت به لیزر دارای بازده بیشتر و جذب آنها بوسیله آلودگیهای محیطی کمتر می باشد. در انتقال انرژی، محیط را به دو قسمت تقسیم کرده و گونه های مختلف انتقال انرژی را برای هر قسمت بررسی می کنیم.
- میدان نزدیک
- میدان دور
میدان نزدیک شامل انتقال بیسیم در فواصلی قابل مقایسه یا چند برابر قطر ابزارهای مولد می باشد.
میدان دور شامل فواصلی غالبا چندین کیلومتری می باشند که فواصل بسیار بزرگتر از قطر مولد منظور می باشند.
میدان نزدیک: عمل یک ترانسفورماتور الکتریکی، ساده ترین مثال از انتقال انرژی بیسیم می باشد. مدارهای اولیه و ثانویه یک ترانسفورماتور به طور مستقیم به یکدیگر متصل نیستند. انتقال انرژی در این حالت به وسیله جفت شدگی الکترومغناطیسی در حین فرآیندی به نام القای متقابل اتفاق می افتد. شارژر باتری موبایل مثالی از این نوع می باشد. مهمترین کاستی این روش، برد کوتاه آن می باشد که بر مبنای آن فرستننده و گیرنده برای جفت شدگی موثر، باید بسیار به یکدیگر نزدیک باشند.
جفت شدگی القایی تشدیدی یا اثر القایی الکترو دینامیک، روش دیگری برای انتقال انرژی می باشد که نقایص روش جفت شدگی القایی غیر تشدیدی را تا حدود زیادی می پوشاند. همانطور که اشاره شد روش القای متقابل در فواصل زیاد غیر موثر بوده و بیشتر انرژی منتقل شده را به هدر می دهد. در این موارد از روش القای تشدیدی استفاده می شود که مبنای آن بر اساس تونل زنی میدان مغناطیسی به یک گیرنده است که با فرکانس مشابه فرستنده به حالت تشدید در آمده است. در این روش، فرستنده و گیرنده با یک فرکانس مشترک تنظیم شده و جریان عبوری، از یک موج سینوسی به یک موج مستطیلی تبدیل شده و انتقال انرژی، در ابعاد چند متری خواهیم داشت. {3} در ابتدای دهه 1960 این گونه انتقال انرژی، در ابزارهای پزشکی جاسازی شده در بدن شامل دستگاه تنظیم ضربان قلب و همچنین قلب مصنوعی استفاده شده است.{4} این نوع انتقال انرژی در تولید توانهای کمتر از چند میلی وات تا توانهایی بیشتر از چند کیلو وات کاربرد دارد.
میدان دور: بحث اساسی در این مورد،استفاده از امواج میکروویو و لیزر می باشد. مناسبترین و کاربردی ترین سیستمهای انتقال انرژی بیسیم، استفاده از میکروویو یا انتقال انرژی لیزری می باشد. سودمندی میکروویو به دلیل بازده بالای تبدیل انرژی و امکان استفاده از آن در هوای ابری می باشد، اما امکان تمرکز انرژی در یک ناحیه کوچک در این نوع انتقال انرژی میسر نمی باشد. در واقع میکروویو، ابزار مناسبی برای انتقال توان از ایستگاههای فضایی به زمین می باشد.{5}اولین کارها در زمینه انتقال انرژی از طریق امواج رادیویی در سال 1988توسط هنریش رودولف هرتز انجام شده است. پس از آن مارکونی و نیکلا تسلا نیز تلاشهایی در این زمینه انجام داده اند. با استفاده از طول موج های کوتاهتر از امواج رادیویی، به طور خاص امواج میکروویو، انتقال انرژی از این طریق می تواند باهم راستایی بیشتر و در فواصل دورتری انجام شود. در این حالت یک آنتن تبدیل کننده[3] برای تبدیل انرژی میکروویو به انرژی الکتریکی به کار می رود. در حال حاضر آنتن هایی با بازده بیش از %95وجود دارند. انتقال انرژی با استفاده از امواج ماکروویو برای انتقال انرژی از ماهواره های خورشیدی به زمین و سپس استفاده در فضاپیماهایی که مدار زمین را ترک می کنند، پیشنهاد شده است. {6و7} اما مشکلی که در این زمینه وجود دارد این است که این کار احتیاج به آنتن هایی غول پیکر دارد.به طور مثال ،ماهواره خورشیدی ناسا 1978 احتیاج به آنتن فرستنده ای با قطرkm 11 و گیرنده ای با قطرkm 10 با فرکانس میکروویو دو تا چهل و پنج گیگا هرتزداشت. این ابعاد می توانند کاهش پیدا کنند اگر از طول موجهای کوچکتری استفاده کنیم،.اما باید توجه داشت که طول موجهای کوتاه، راحت تر توسط محیط جذب می شوند و این مورد مشکلی دیگر در این زمینه ایجاد می کند. با استفاده از این روش، انتقال توانی در حدود چند ده کیلو وات گزارش شده است.[4]
اشعه مادون قرمز، یک تابش الکترومغناطیسی با طول موج بیشتر از امواج مرئی و کوتاه تر از امواج رادیویی است. با توجه به سهم امواج مادون قرمز از طیف رنگها، استفاده های کاربردی زیادی را می توان برای این امواج نام برد، از جمله یافتن مقصد و رهگیری هدف در موارد نظامی، تنظیم دما از راه دور، استفاده در بیسیم ها برای ارتباطات نواحی نزدیک، طیف بینی و پیش بینی وضعیت هواست. کنترل های از راه دور و دستگاه های مطابق با استاندارد هایIRDA (انجمن داده های مادون قرمز)، برای ساطع کردن امواج فرو سرخ، از دیودهای ساطع کننده نور یا LED که توسط یک لنز پلاستیکی داخل نور افکنی کوچک و نازک کار گذاشته شده اند، استفاده می شوند.این نور افکنها نوسان بندی شده اند و وقتی خاموش و روشن می شوند، به تناسب، داده ها را رمز گذاری می نمایند. دستگاه دریافت کننده امواج فرو سرخ از یک فتو دیود از جنس سیلیکون استفاده می کند تا موج مادون قرمز را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. این فن آوری در انتقال داده و اطلاعات بین فضا پیماها و ماهواره ها بکار گرفته می شود، هر چند که در خارج از جو، سیگنال های ارسالی دچار اندکی انحراف می شوند.
لیزر
در گستره طیف الکترو مغناطیس نزدیک به ناحیه مرئی (چند ده میکرومتر تا چندده نانومتر) می توان توان را با استفاده از تبدیل انرژی الکتریکی به اشعه لیزر و سپس دریافت توسط یک سلول خورشیدی گیرنده، منتقل کرد. این مکانیسم به پرتوافکنی توانی[5] معروف می باشد زیرا توان به یک دریافت کننده تابیده شده و این گیرنده می تواند این توان دریافتی را به انرژی الکتریکی قابل استفاده تبدیل کند.
علاوه بر این، میزان بسیار زیادی از تولید انرژی در جهان در حال حاضر بر مبنای منابع تجدیدناپذیر مانند نفت،گاز و زغال سنگ می باشد. گرم شدن زمین و محدودیت منابع فسیلی، نیاز به سایر منابع سازگار با محیط زیست را بیشتر نمایان می سازد. در کنار انرژی های باد،آب و.غیره، انرژی خورشیدی نیز راه حلی قابل توجه است. اما این انرژی وابسته به شرایطی مانند شب یا روز، تابستان و یا زمستان و آسمان ابری می باشد. به منظور غلبه بر این مشکل و تولید منبع انرژی پایدار، تولید الکتریسیته در فضا و انتقال به زمین روش مناسبی به نظر می رسد. برای این منظور لازم است که پانل های سبک وزن عظیم فتوولتائیک در مدارهای پایینی زمین یا مدارهای زمین - ایستور[6] قرار گرفته و انرژی جمع شده از طریق میکروویو و یا لیزر به گیرنده هایی روی زمین منتقل شده و سپس انرژی به طور مستقیم به هر جا که نیاز باشد گسیل می شود. این روش در حال حاضر به دلیل مخارج بالا ونبود فن آوری لازم، بصورت کاربردی در نیامده است و تلاشهایی در این زمینه در جریان می باشد.
طرحی از یک سامانه انتقال انرژی فضایی را در زیر می توان تصور کرد.
110.7کیلومتر مربع لایه نازک سلول های فتوولتائیک در مدار قرار گرفته اند و تولید آنها در حدود 53گیگا- وات از انرژی 275 گیگاواتی فرودی از نور خورشید می باشد. این انرژی از طریق اشعه لیزر به یک گیرنده با سطح مقطع 68.9کیلومتر مربع در روی زمین ،منتقل می شود. این گیرنده، خود شامل سلول های فتوولتائیکی می باشد که در نهایت 7.9گیگاوات الکتریسیته را وارد مدار می کنند.
روش انتقال لیزری انرژی، چندین نقیصه دارد که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد.
- تبدیل ابتدایی انرژی به نور لیزر، بطور متوسط دارای بازده کمی می باشد. (گر چه لیزرهای ابشاری تا حدودی این نقیصه را برطرف می کنند).
- تبدیل انتهایی انرژی به الکتریسینه نیز به طور متوسط دارای بازده کمی می باشد .با سلولهای فتوولتائیک بازده در حدود 40تا 50 درصد بوجود آمده است.
- جذب محیطی که باعث تضعیف اشعه می شود.
- همانند مورد میکروویو، این روش نیز احتیاج به خط مستقیم میان هدف و نقطه دید دارد. اما لیزر علاوه بر این نقایص، مزایای عمده ای را نیز دارا می باشد که آن را در مقابل امواج ماکروویو ، به یک گزینه مناسب برای انتقال انرژی تبدیل می کند. ساختارها و اسباب فضایی مورد نیاز برای لیزر، 50 برابر کوچتر از ساختارهای مورد نیاز میکروویو می باشند، همچنین اشعه لیزر این توانایی را دارد که انرژی را به صورت عظیمی در یک ناحیه کوچک متمرکز کرده و علاوه بر این، در فواصل دور بدون پاشیدگی منتشر می شود. علاوه بر این ، لیزر هیچ گونه اثرات بر منفی بر سامانه های راهبری و ارتباطی که در نزدیکی آن قرار دارند، ندارد.همچنین اشعه میکروویو اثرات مخربی بر اتمسفر محیط دارد.اما نکته مهمی که در استفاده از انرژی لیزر وجود دارد این است که اشعه لیزر گسیل شده از فضای خارج هیچ اثر مخربی بر انسان ها یا سایر موجودات زنده ندارد.
آن چه که در انتقال انرژی از فضا به زمین به وسیله لیزرها، مهم به نظر می رسد این است که چگونه می توان لیزر را به صورت بسیار دقیق در جهت گیرنده های زمینی قرار داد. فن آوری به کار گرفته نسبتا شبیه آن چیزی است که در امواج رادیویی به کار می رود. فرستنده به حسگرهایی مجهز می باشد که به طور دائم موقعیت فرستنده را نسبت به گیرنده معین می کنند. برای اطمینان از این مساله پانل های سلول فتوولتائیک معمولا گوشه سمت راست اشعه لیزر قرار می گیرند. در آینده نه چندان دور علاوه بر انتقال انرژی، انتقال اطلاعات، مانند انتقال داده های تجربی به ایستگاه های زمینی نیز محتمل خواهد بود. مساله دیگری که در این زمینه وجود دارد، اجتناب از اثرات مخرب هوای مه آلود بر اشعه لیزر می باشد. راه حلی که در این جا به نظر می رسد قرار دادن ایستگاه ها در فواصل بالاتری از اتمسفر می باشد (در ارتفاع حدود 25کیلومتری) که از این طریق می توان اشعه را رهگیری و به سمت زمین هدایت کرد. قرار دادن ایستگاه ها در چنین ارتفاعی، با سختی هایی همراه می باشد. راه حل دیگری که به نطر می رسد این است که گیرنده ها را در نقاطی که از نظر هواشناسی نقاط مناسبی می باشند مانند جنوب اروپا یا شمال افریقا قرار دهیم. برای بدست آوردن بازدهی در حدود 40 درصد- که قابل مقایسه با انرژی هسته ای می باشد- لازم است که سلول های فتوولتائیک گیرنده ها، حساسیت بیشتری نسبت به نور لیزر تا نور معمولی خورشید داشته باشند.
هر روشی که در راستای افزایش ظرفیت و بازده انرژی به کار رود، بر مبنای دو گزینه زیر می باشد:
- اصلاحات روی سلول های فتوولتائیک، به نحوی که این سلول ها بتوانند سطح بزرگتری داشته و انرژی بیشتری را جذب کنند.
- افزایش تجهیزات لیزری در مدار{8}
در حال حاضر از این تکنولوژی در سلاح های نظامی و کاربردهای هوا فضا استفاده می شود و تلاش هایی در جریان است تا این تکنولوژی وارد امور تجاری و کاربردهای الکترونیکی که دور آنها به توان زیادی احتیاج نیست، شود.
مرکز تحقیقات فضایی ناسا، پرواز یک هواپیمای مدل بدون سرنشین را با استفاده از اشعه لیزر، آزمایش کرده است.{9} این آزمایش نشان می دهد که می توان یک جسم پرنده را به طور متناوب و نا محدود در هوا شارژ کرد. اجسام پرنده کوچک مانند هواپیماها و هلی کوپترها در زمان وقوع فجایع طبیعی مانند زلزله ، گزینه های مناسبی برای استفاده و جستجو در مکان هایی می باشند که انسان نمی تواند به آنها دسترسی پیدا کند. در حال حاضر ایمن اجسام به کمک باتری الکتریکی یا سوخت مایع حرکت می کنند که این مساله در پرواز و سوخت گیری این اجسام، مشکل ایجاد می کند چرا که در این مواقع به منبع انرژی پیوسته نیاز می باشد. اخیرا در یک طرح تحقیقاتی در ژاپن {10} از تکنولوژی انتقال انرژی لیزری که در کاوشگرهای فضایی استفاده می شود، برای به کاراندازی یک هواپیمای کوچک استفاده شده است. آنها از یک هواپیمای کایت کوچک استفاده کرده که در زیر آن یک پانل خورشیدی تعبیه شده است. نور از یک منبع لیزری در روی زمین به سلول خورشیدی تابانده شده و سپس توسط این سلول به انرژی الکتریکی تبدیل می شود که این انرژی الکتریکی برای به کاراندازی هواپیما استفاده می شود. در این آزمایش، لیزر 300وات توان خروجی در حدود 42 وات تولید می کند.
بطور کلی سیستم های انتقال انرژی شامل قسمت های زیر می باشند{11}:
- سامانه تولید انرژی
- سامانه انتقال انرژی شامل مبدل انرژی الکتریکی به سیگنال رادیویی یا لیزر و تولید اشعه
- سامانه دریافت کننده انرژی، شامل مبدل سیگنال دریافتی به انرژی الکتریکی
پارامترهای اساسی در این سیستم ها شامل:
- فرکانس (یا طول موج) سیستم انتقال قدرت: دو گزینه انتخابی در این جا لیزرو RFمی باشند که برای هر کدام، فرکانس های مختلف می تواند لحاظ شود.
- توانی که باید به گیرنده منتقل شود.
- فاصله بین گیرنده و فرستنده
این پارامترها، بسته به ماموریتی که باید انجام شود، به صورت زیر انتخاب می شوند:
- توان مورد نیاز، وابسته به هدف انتخابی یا گیرنده می باشد.
- نوع سامانه انتقال دهنده قدرت، وابسته به محدودیت های گیرنده یا محیط می باشد. برای مثال ،استفاده از سلولهای خورشیدی در گیرنده لزوم استفاده از اشعه لیزر را یادآوری می کند، در سایر موارد مانند آن چه در کاوشگرهای مریخ داریم، جو مریخ و یا گردو غبار در محیط، لزوم استفاده از RF را یادآوری می کند که همان گونه که قبلا اشاره شد، در این گونه موارد دارای کارآیی کافی می باشد.
- پارامتر فاصله نیز به طور مستقیم به نحوه جایگیری سیستم فرستنده مرتبط می شود که آن نیز به موقعیت گیرنده وابسته می باشد.
سیستم انتقال انرژی لیزری
چندین پارامتر در طراحی سیستم های لیزری انتقال انرژی، موثر می باشند که مهمترین آنها سامانه دریافت کننده، این انرژی می باشد. در زیر دو گونه مختلف این سامانه به اجمال بررسی می شوند:
- سلول های خورشیدی فتوولتائیک
سلول های خورشیدی معمولا بازده بیشینه ای در رنج نور دریافتی از خورشید را دارا می باشند. بنابراین طول موج لیزر تابیده شده در این حالت باید در محدوده طیف مرئی قرار داشته باشد.l =0.35-1mm (سیستم لیزر مرئی)
- تولید انرژی گرمایی
البته این گزینه مانند مورد اول آن چنان همه گیر نشده است اما برای ماموریت های فضایی آینده بسیار موثربه نظر می رسد. در این مورد، طول موج لیزر تابیده باید در محدوده طیفی گرماییl=5-12 mm (سیستم لیزری IR)قرار داشته باشد.
دومین پارامتر مهم، فاصله میان گسیلنده لیزر و گیرنده می باشد. این پارامتر، قویا روی توان لیزری گسیل شده موثر می باشد، زیرا همان طور که می دانیم چگالی توان گسیل شده با مربع فاصله از منبع کاهش پیدا می کند. همچنین، طراحی اپتیکی آنتن های گسیلنده لیزر، باعث انحراف در اشعه تابیده می شود. برای این که بتوانیم توان نوری را بدون انحراف و واگرایی به فواصل دور بفرستیم، باید بتوانیم ابزار اپتیکی با واگرایی باریکتر تولید کنیم. به این منظور می توان از دو روش استفاده کرد:
- استفاده از یک تلسکوپ بزرگ که روی یک ماهواره سوار شده است. چندین ماهواره می توانندروی یک ناحیه خاص تمرکز کرده تا چگالی توان دریافتی در گیرنده را افزایش دهند.
- استفاده از چندین ماهواره کوچک که روی هر یک، لیزرهای متوسطی(از لحاظ اندازه) سوار شده است و این ماهواره ها به صورت یک صورت فلکی قرار گرفته اند. لیزرها از لحاظ اپتیکی با یکدیگر هم فاز هستند. این صورت فلکی شامل یک آرایه لیزری هم فاز می باشد که در جهت یکسانی گسیل می شوند. این روش، به منظور افزایش چگالی سطحی توانی که گیرنده دریافت می کند، استفاده می شود. توان کل در این حالت برابر با جمع کل تک تک توان های دریافت شده می باشد. رابطه ساده ای بین اندازه ابزار اپتیکی و توان گسیل شده لیزری، که مهمترین پارامتر در انتخاب یک سیستم لیزری می باشد، وجود دارد:
P.F2=(p/4)(1/N).E.D2.l2
پارامترهای این رابطه عبارتند از:
توان اپتیکی P :، طول موج لیزر l :، قطر ابزار اپتیکی: F، فاصله میان لیزر و گیرنده: D ، میزان نور در سطح گیرنده: E ، و تعداد ماهواره هاN :
این سیستم به سیستم لیزری غیر همدوس معروف می باشد.آرایه لیزری [7]دیگری که برای انتقال انرژی لیزری می تواند به کار رود، ترکیبی از کاربردهای مختلف لیزر می باشد.
اساس کار این سامانه به صورت زیر می باشد:
- تغذیه یک لیزر توان بالا(برده[8] (به وسیله یک لیزر با توان پایین ایستا با فرکانس کنترل شده (ارباب[9]). این کار باعث می شود که لیزرهای برده با فرکانس یکسانی گسیل اشعه کنند.
- فاز اشعه گسیل شده از هر یک از لیزرهای برده کنترل می شود تا در روزنه خارجی هر کدام از لیزرها، فاز مشترکی بوجود آید. سپس کلیه اشعه ها با فاز یکسان پراشیده شده و در یک نقطه بسیار کوچک هدف، متمرکز می شوند.
- این سامانه به طور تجربی در اروپا برای کاربردهای ارتباطی و در آمریکا به منظور استفاده در سلاح های لیزری آزمایش شده است. لیزرهای پرقدرت برده در موقعیت های بسیار دقیقی قرار گرفته اند. جایگاه های آنها نسبت به یکدیگر تا دقت میلیمتر قابل کنترل می باشد. استفاده از یک سیستم لیزری به صورت فلکی دارای چندین مزیت می باشد:
- بدست آوردن توان بالا روی هدف
- واگرایی پایین به دلیل ناحیه گسیلنده بزرگ هم فاز
- قابلیت هدایت اشعه به وسیله تغییر فاز بین لیزرهای برده
چگالی توانی که در سطح گیرنده دریافت می شود، در این حالت به طور قابل ملاحظه ای بیشتر از سیستم لیزری غیر همدوس با توان گسیل شده کل یکسان و تعداد ماهواره مساوی می باشد. بر مبنای تحقیقاتی که روی لیزرهای گوناگون انجام گرفته است، دیودهای لیزری(LD) ، بالاترین بازده را در میان سایر انواع دارند.(تا 80 درصد) طول موج گسیل شده آلومینیوم-گالیوم- آرسناید در حدود 795 تا850 نانومتر می باشد که طول موج بازده بهینه سلول های خورشیدی می باشد. اخیرا، دیودهایی ساخته شده اند که در رنج 950 نانومترنیز گسیل دارند. با قراردادن هزاران نوار دیودی تکی در کنار یکدیگر، می توان ناحیه بسیار بزرگی از گسیلنده ها را ایجاد کرد. تنها محدودیتی که در این حالت وجود دارد، کنترل گرمایی این پانل های دیودی به منظور حفظ همدوسی میان نوارها می باشد.
به طور کلی مشکلات عمده ای که در حال حاضر سیستم های لیزری انتقال انرژی با آن دست به گریبان هستند، به صورت زیر می باشند:
- افزایش بازده تبدیل LD ها
- توسعه یک سیستم سردکننده مناسب
- افزایش بازده تبدیل انرژی لیزری سلول های خورشیدی به انرژی الکتریکی
References
1. Wireless charging, adaptor die, mar 5th 2009 (http://www.economist.com/science/tq/display story.cfm?story_id=13174387)
2. Wireless technologies are starting to power devices,01.09.09
(http://www.forbes.com/2009/01/09/ces-wireless-power-tech-sciences-cx-tb-0109 power.html)
3. Steinmetz, Dr. chrles proteus, elementary lectures on Electric Discharges, Waves ,and Impulses, and other Transients,2nd edition, Mc Grraw-Hill Book Company.inc.,1914
(http://books.google.com/books?id=Q_ltAAAAMAAJ&DQ=%22elementary+lectures+on+Electric+Discharges,+waves,+and+impulses% 22&printsec=frontcover&source=bl&ots=hNvezjIMtu&sig=Fd7U519sEySgJUO6Xm_5jgyEHBA&hl=en)
4. J. C. Schuder,” powering an artifical heart: Birth of the inductively coupled-radio frequency system in 1960,”Artifical organs,vol.26,no.11,pp.909-915,2002.
5. N. Kawashima, K.Takeda, ”laser energy transmission for a wireless energy supply to robots”, Robotics And Automation in Construction
6. G. A. Landis,” applications for space power by Laser Transmission, ”SOIE Optics, Electro-optics& Laser Conference, Los Angeles CA, January 24-28 1994;Laser Power Beaming, SPIE Proceeding vol.2121,252-255.
7. G. Lndis. M. Stavnes, S. Olsen and J. Bozek, ”Spaced transfer with Ground-based Laser/Electric propulsion”(AIAA-92-3213)NASA Technical Memorandum TM-106060(1992).
8. EADS N.V.-SOLAR ENERGY BY LASER.http://www.eads.net/1024/en/made by eads/protection/solar_energy_by_Laser.html
9. Dryden Flight Research Center, Beamed Laser Power For UAVs
(http://www.nasa.gov/centers/dryden/news/FactSheets/FS-087-DFRC.html)
10. N. Kawashima, K. Takeda and K. Yabe,” Application of the Laser energy transmission technology to drive a small airplane” Chinese optics letter vol5 suppl.2007 S 109-110
11. SPS repose 03/sz1/317nt/cc issue 0,20/09/04
9 Master