لیزر پاور ٹرانسمیشن - مستقبل میں توانائی کی فراہمی کی ٹیکنالوجی

بجلی کی ایجاد کے بعد سے اور لائف ایپلی کیشنز کی تیاری میں بڑے پیمانے پر دھکیلنے کے بعد، ایک انتہائی موثر ٹرانسمیشن کا طریقہ تلاش کرنے کا طریقہ، جہاں تک ممکن ہو طویل فاصلے کی ترسیل کے نقصان کو کم کرنے کے لیے، پاور سیکٹر کی توجہ کا مرکز ہے اور محققین چین کی الٹرا ہائی وولٹیج ٹرانسمیشن ٹیکنالوجی دنیا میں نسبتاً آگے ہے، تاہم، ٹرانسمیشن کے عمل میں اب بھی 2%-7% (فاصلے کے لحاظ سے) نقصان کی شرح ہے، جو ایک ایسا نقصان ہے جو نہیں ہونا چاہیے۔ نظر انداز کیا
توانائی کی وائرلیس ٹرانسمیشن کا خیال سب سے پہلے 100 سال پہلے سربیائی سائنسدان نکولا ٹیسلا نے پیش کیا تھا، اور لیزر ایک ہی سمت میں بہت زیادہ توانائی لے جانے کی صلاحیت رکھتے ہیں، جو نظریاتی طور پر لمبی دوری کی ترسیل کی ضروریات کو پورا کرتی ہے۔ جس طرح سورج کی روشنی سرکٹ بورڈ کو چارج کر سکتی ہے، اسی طرح لیزر طویل فاصلے تک ٹرانسمیشن کے ذریعہ نہ صرف اعلیٰ پیداواری طاقت رکھتا ہے، بلکہ یہ کسی بھی وقت اور کسی بھی جگہ چارجنگ کیبلز کی رکاوٹوں کے بغیر چلایا جا سکتا ہے، جس کے بے مثال فوائد ہیں۔
1992 میں، یو ایس اے بی بی کمپنی نے لیزر پاور سپلائی ٹیکنالوجی سے متعلق تحقیق، ہائی وولٹیج لائن سرکٹ کی نگرانی کے عمل میں قیادت کی، اور آہستہ آہستہ روایتی CT ٹیک پوائنٹ کرنٹ ٹرانسفارمر کو تبدیل کیا۔ امریکی محکمہ دفاع اور نیشنل ایروناٹکس اینڈ اسپیس ایڈمنسٹریشن نے یہ بھی محسوس کیا کہ اگر سیٹلائٹ اور بغیر پائلٹ کے طیاروں کو لیزر پاور سپلائی کے ذریعے، آپ مزید کاموں کو انجام دینے کے لیے زیادہ وقت حاصل کر سکتے ہیں، دوسرے لفظوں میں، فوج میں لیزر۔ اور ایرو اسپیس میں بے مثال امکانات ہیں، لہذا متعلقہ تکنیکی تحقیق کے لیزر سیٹلائٹ فنکشن کی ایک بڑی تعداد اس طرح سے کی گئی۔
1997 میں، جاپان N. Kawashima اور دیگر نے قمری آتش فشاں کے نیچے کی تحقیقات روبوٹ (ROVER) توانائی کی فراہمی کے تجربے میں لیزر توانائی کی ترسیل کا استعمال کیا۔ کیونکہ آتش فشاں کے اندر سورج کی روشنی نہیں ہے، صرف لیزر میں سورج کی روشنی حاصل کرنے کے لیے گڑھے میں، آتش فشاں کے نچلے حصے تک روور توانائی کی فراہمی تک منتقل ہوتی ہے۔ 60W کے ٹرانسمیشن سسٹم لیزر آؤٹ پٹ پاور، 1000m کی ٹرانسمیشن فاصلے، کامیابی سے 10W روبوٹ آپریشن، تقریبا 20٪ کی photoelectric تبادلوں کی کارکردگی ڈرائیو.
2005 میں، NASA مارشل اسپیس فلائٹ سینٹر نے پہلی بار 500 W کی طاقت کے ساتھ، 6W بجلی فراہم کرنے کے لیے مائکرو گاڑی سے 15m دور 940nm لیزر کی طول موج کے ساتھ ایک پیش رفت کی، تاکہ گاڑی 15 منٹ تک چل سکے۔ 2013 میں، یو ایس نیول لیبارٹری نے کامیابی سے UAV ریموٹ پاور سپلائی سے 40m دور 2kW لیزر کا استعمال کیا۔
ایک مکمل لیزر توانائی کی ترسیل کا نظام تین ماڈیولز پر مشتمل ہوتا ہے، یعنی لیزر ٹرانسمیٹر ماڈیول، لیزر ٹرانسمیشن ماڈیول اور لیزر سے بجلی کی تبدیلی کا ماڈیول۔ ان میں سے، لیزر اور فوٹو وولٹک سیل کی کارکردگی، پورے لیزر انرجی سسٹم کا بنیادی حصہ ہے، بجلی کی تبدیلی کے ذریعے لیزر انرجی کو کیسے بنایا جائے - روشنی - بجلی، جہاں تک ممکن ہو ماحولیاتی کشندگی کو کم سے کم کرنے کے لیے، فوٹو وولٹک کنورژن کشینن، اس نظام کا کلیدی اشاریہ ہے۔ چین کی نیشنل یونیورسٹی آف ڈیفنس ٹیکنالوجی، نانجنگ یونیورسٹی آف ایروناٹکس اینڈ ایسٹروناٹکس، ووہان یونیورسٹی، شیڈونگ انسٹی ٹیوٹ آف ایرو اسپیس الیکٹرانکس ٹیکنالوجی اور دیگر تحقیقی اداروں نے گیلیم آرسنائیڈ، مونو کرسٹل لائن سلیکون اور دیگر فوٹو وولٹک سیلز پر بھی متعلقہ تحقیق کی ہے تاکہ مختلف طول موجوں اور فاصلوں کو حاصل کیا جا سکے۔ لیزر بجلی کی فراہمی.
حالیہ برسوں میں، جاپان، روس اور دیگر ممالک بھی لیزر پاور ٹرانسمیشن سے متعلق ٹیکنالوجی ایپلی کیشنز پر توجہ دے رہے ہیں۔
روس خلا میں لیزر پاور ٹرانسمیشن کے استعمال پر توجہ مرکوز کرتا ہے۔ 2021، روس کی "توانائی" راکٹ خلائی کمپنی لیزر کو وائرلیس پاور ٹرانسمیشن کے تجربات کے لیے استعمال کرنے کا ارادہ رکھتی ہے، خلا میں توانائی کی ترسیل کے مستقبل کے لیے فزیبلٹی ٹیسٹنگ فراہم کرنے کے لیے۔ خلائی تجربہ، جس کا کوڈ نام "پیلیکن" ہے، خلائی جہاز کے درمیان بجلی کی ترسیل کے لیے لیزر کے استعمال سے مراد ہے، اور اس تجربے کو بین الاقوامی خلائی اسٹیشن کے روسی حصے کے طویل مدتی سائنسی تجرباتی پروگرام میں شامل کیا گیا ہے۔ اس وقت فوٹو الیکٹرک کنورٹرز کی کارکردگی 60 فیصد تک پہنچ چکی ہے، اس لیے ایک خلائی جہاز سے دوسرے خلائی جہاز میں بجلی کی ترسیل کے لیے لیزر کا استعمال بہت موثر ثابت ہوگا۔ روسی سائنسدان خلائی مدار میں سیٹلائٹس کو چارج کرنے کے لیے لیزر وائرلیس پاور ٹرانسمیشن ٹیکنالوجی کے استعمال کے بارے میں پر امید ہیں۔
دوسری طرف، جاپان بنیادی طور پر اپنی زندگی کی ایپلی کیشنز پر اپنا نقطہ نظر ڈال رہا ہے۔ ٹوکیو انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی اور دیگر ادارے "لائٹ وائرلیس چارجنگ" ٹیکنالوجی کی تہذیب کی ترقی کے لیے پرعزم ہیں۔ لیزر، لیزر شعاع زدہ اشیاء کو خارج کرنے اور پھر پاور جنریشن بورڈ کے ذریعے برقی توانائی کے استعمال کو برقی توانائی میں تبدیل کیا جائے گا، تاکہ نہ صرف سیل فون، گھریلو آلات کی ترتیب چارجنگ لائن کی پریشانی کو بچایا جا سکے بلکہ نئی توانائی کی گاڑیوں کو بھی حل کیا جا سکے۔ چارجنگ پائل چارجنگ کے مسائل کو تلاش کرنے کے لیے راستے میں باقاعدگی سے رکنے کی ضرورت ہے۔
لیزر پاور ٹرانسمیشن ٹیکنالوجی کے بہت سے فوائد ہیں، لیکن اس کے حل کرنے کے لیے کچھ مسائل بھی ہیں۔ مثال کے طور پر، اب الٹرا ہائی وولٹیج لائنوں کی پاور ٹرانسمیشن کے لیے استعمال کیا جاتا ہے انسانی جسم سے رابطہ کرنا آسان نہیں ہے، اور انتہائی ہائی پاور لیزر جو ہوا کے پھیلاؤ پر انحصار کرتے ہیں، مختلف قسم کے مظاہر سے متاثر ہونا آسان ہے، ایک بار شعاع ریزی کے بعد۔ انسانی جسم کو سنگین خطرہ لاحق ہو سکتا ہے۔ ایک اور مثال، اس بات کا یقین کرنے کے لئے کہ کس طرح مختلف موسمی حالات میں لیزر مستحکم اور قابل اعتماد ٹرانسمیشن کی کارکردگی کو یقینی بنانے کے، کشینن کو کم کرنے، جبکہ درست طریقے سے آلات ریسیورز کی ضرورت پر منتقل، لیکن یہ بھی زیر التواء ٹریکنگ اور توجہ مرکوز ٹیکنالوجی پیش رفت. آخر میں، لیزر پاور ٹرانسمیشن ٹیکنالوجی توانائی کی فراہمی کی ترقی کی مستقبل کی سمت کی نمائندگی کرتی ہے اور اس کے استعمال کی ایک وسیع جگہ ہے۔