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PowerLight Technologiesは、レーザーによる電力伝送を提供するアメリカのエンジニアリング企業です。同社の主な製品は、光ファイバーを通してレーザー光の形でエネルギーを伝送する「パワー・オーバー・ファイバー」と、レーザーエネルギーを自由空間を通して伝送する「レーザーパワービーム」です。
PowerLight Technologiesの前身であるLaserMotiveは、物理学者のTom NugentとJordin Kareによって2006年に設立されました。[ 1 ] [ 2 ]同社の当初の目標は、NASAセンテニアルチャレンジのパワービームチャレンジで優勝することでした。チャレンジで優勝した後、LaserMotiveはUAVでの商用アプリケーション向けにパワービーム技術の開発に注力し、1キロメートルにわたって400ワットの電力を伝送することに成功しました。[ 3 ]
2017年、LaserMotiveは社名をPowerLight Technologiesに変更し、3人の新しいアドバイザーを雇用し、同社の光ファイバー電力伝送技術の商用アプリケーションの発売を正式に発表した。[ 4 ]同社の新CEOであるRichard Gustoffson氏は、光ファイバー電力伝送へのこの新たな注力を同社にとって「大きな変革」と表現した。[ 5 ] PowerLightはまた、同社の技術を自由空間電力伝送に商用応用することに向けても引き続き取り組んでいる。
パワービームシステムは、電源から供給されるレーザーを使用します。ビームの到達点でのサイズを決定するために、レーザー光は一連の光学系によって整形されます。この光エネルギーは、空気中または宇宙の真空中を通過させて光起電力（PV）受信機に送られ、そこで電気に変換されます。[ 6 ]
PowerLightは、空気や宇宙空間を通してエネルギーを供給することに加えて、光ファイバーを通して電気を供給する技術も開発しました。[ 7 ]この技術は、集束レーザー光を光ファイバーを通して太陽電池のような受信機に送信することで、銅線による送電が最適ではない環境（銅線はガラスファイバーに比べて重量が重い、または電線による送電で発生する電磁界によって動作上の制約が生じるなど）でも、数百メートルにわたって電力を供給することを可能にします。用途には、地上、空中、水中でのアプリケーションが含まれます。
現代のレーザー技術の電気-光変換効率は最大で85%にも達し[ 8 ]、市販の半導体ダイオードレーザーの出力効率は約50%である[ 9 ] 。単色光（またはレーザー光）の場合、光起電力受信機の光-電気変換効率は50%を超えることがある[ 10 ] 。
PowerLight Technologies社は、地上、宇宙船、航空機、衛星、月面探査車との間で電力を伝送するなど、レーザー電力ビーム技術の数多くの用途を研究してきました。[ 11 ]
同社が掲げた最初の目標は、スペースエレベーターゲームの一部であるビームパワーチャレンジで優勝し、小型クライマーを垂直テザーで上昇させることだった。同社はボーイング社と提携し、ボーイング社から試験設備と特殊な太陽電池の提供を受けた。[ 12 ] 2007年、 NASAの仕様を満たすことが困難だったため、同社はチャレンジへの参加資格を得られなかった。 [ 13 ] [ 14 ]
2009年のチャレンジでは、2009年11月6日に、LaserMotive社がレーザーを使用して、ヘリコプターから吊り下げられた900mのケーブルを4.8kgの装置を上昇させることに成功しました。 [ 15 ] [ 16 ]エネルギーは高出力赤外線ビームを使用してクライマーに伝達されます。[ 17 ] LaserMotive社のエントリーは、ケーブルの頂上に到達した唯一のもので、平均速度13km /h（8.1mph ）に達し、90万ドルの賞金を獲得しました。これはパフォーマンス記録であると同時に、チャレンジで初めて賞金が授与されたことを意味します。[ 16 ]
2010年10月28日、PowerLightは、赤外線半導体ダイオードレーザーを使用して小型太陽光発電アレイに電力を供給し、クワッドコプターUAVを12時間以上飛行させることで、 Future of Flight Centerで飛行耐久記録を樹立した。 [ 18 ]この機体には、数分しか飛行できない小型のオンボードバッテリーが搭載されていた。
2012年8月7日、PowerLightはロッキード・マーティン・ストーカーUASにレーザー受信機を搭載し、砂漠での昼夜運用中にシステムの実証に成功した。この一連の実証飛行は「レーザーで駆動するUASの史上初の屋外飛行」と評されている。[ 19 ] [ 20 ]
ワシントン州ケントに拠点を置く同社は 10 年前に設立され、2009 年に NASA の Power Beaming Challenge で 90 万ドルの賞金を獲得し、初めて注目を集めた。当時、LaserMotive はレーザー ビームを使用してケーブル登りロボットに電力を伝送していた。数年間の舞台裏での作業を経て、PowerLight は現在、商業および軍事顧客と協力して、レーザー 光の形で電力を水中ロボット車両、空中のドローン、地上の産業設備に伝送できるシステムを完成させている。
このシステムは、電源からレーザーを発射することから始まり、レーザー光は一連の光学系によって整形され、目的地でのビームサイズが定義されます。この光は、空気中または宇宙の真空中を伝搬し、太陽光発電 (PV) 受信機に到達します。このPVセルアレイは、光を電気に変換します。レーザー電力ビームシステムは、送信点と受信点にのみ物理的な設備が必要で、その間には何も必要ありません。受信機は、システムのコストを変更することなく、より近い場所またはより遠い場所に移動できます。また、電線が埋設されたり、電柱から吊り下げられたりするのを待つことなく、要素を配置して電源を入れるとすぐに電力が利用可能になります。
