Nikola Tesla’nın başarısız deneyinden bir yüzyıl sonra, 5G kablosuz elektrik hayalini gerçekleştirebilir

Bir araştırma makalesi, 5G mimarlarının Tesla’nın inşa edemediği şeyi istemeden inşa etmiş olabileceğini gösteriyor.

Kariyerinin zirvesinde, öncü elektrik mühendisi Nikola Tesla bir fikre takıntılı hale geldi. Elektriğin uzun mesafelerde havadan kablosuz olarak iletilebileceğini teorileştirdi – ya stratejik olarak konumlandırılmış bir dizi kule aracılığıyla ya da askıya alınmış bir balon sistemi boyunca atlayarak.

Tesla ‘nın emelleri için bir kablosuz global elektrik kaynağı olduğunu  fark etti. Ancak teorinin kendisi çürütülmedi: çoğu boşa harcanacak olağanüstü miktarda güç gerektirecekti.

Şimdi, bir araştırma makalesi, 5G ağının mimarlarının, Tesla’nın yirminci yüzyılın başında inşa edemediği şeyi istemeden inşa etmiş olabileceğini öne sürdü: arabalara, evlere, işyerlerine ve fabrikalara gömülü küçük cihazları şarj etmek veya çalıştırmak için uyarlanabilen bir” kablosuz elektrik şebekesi”.

5G, yoğun bir direk ağına ve güçlü bir anten serisine dayandığından, bazı değişikliklerle aynı altyapının gücü küçük cihazlara aktarması mümkündür. Ancak iletim hala Tesla’nın kulelerinin en önemli dezavantajından muzdarip olacak: iklim krizinin aciliyeti göz önüne alındığında haklı gösterilmesi zor olabilecek yüksek enerji israfı.

5G Ağları

Onlarca yıl önce, sıkıca odaklanmış bir radyo ışınının, yükü taşımak için bir tel kullanmadan nispeten büyük mesafelerde güç iletebileceği keşfedildi. Aynı teknoloji artık 5G şebekesinde de kullanılıyor: yerel bir antenden iletilen radyo dalgaları aracılığıyla telefonunuza internet bağlantısı sağlayan en yeni nesil teknoloji.

Bu 5G teknolojisi, son nesil 4g’ye göre 1.000 kat kapasite artışı sağlayarak kilometrekare başına bir milyona kadar kullanıcının bağlantı kurmasını sağlamayı hedefliyor; bu da müzik festivallerinde veya spor etkinliklerinde sinyal arayan anları geçmişte bıraktı.

Bu yükseltmeleri desteklemek için 5G bazı mühendislik sihrini kullanır ve bu sihir üç bölümden oluşur: çok daha fazla direğe sahip çok yoğun ağlar, özel anten teknolojisi ve daha geleneksel bantların yanında milimetre dalga (mmWave) iletiminin dahil edilmesi.

Bunların sonuncusu mmWave, daha kısa iletim mesafeleri pahasına çok daha fazla bant genişliği açar. Bağlam için, çoğu WiFi yönlendiricisi 2GHz bandında çalışır. Yönlendiricinizde 5GHz seçeneği varsa, filmlerin daha sorunsuz aktığını fark etmiş olursunuz – ancak çalışması için yönlendiricinize daha yakın olmanız gerekir.

Frekansı daha da artırın (30GHz veya daha fazla çalışan mmWave gibi) ve bant genişliğinde daha da büyük gelişmeler görürsünüz – ancak erişmek için baz istasyonuna daha yakın olmanız gerekir. Bu nedenle 5G direkleri 4G direklerinden daha yoğun kümelenmiştir.

Son sihir, 4G için çok daha küçük bir sayıya (bazı durumlarda sadece iki) kıyasla 128 ila 1.024 arasında daha fazla anten eklemektir. Çoklu antenler, direklerin belirli cihazları hedef alan yüzlerce kalem benzeri ışın oluşturmasına izin vererek, hareket halindeyken telefonunuza verimli ve güvenilir internet sağlar.

5G ile Denemeler

Deneyler, kablosuz şarjı kolaylaştırmak için yeni anten türleri kullandı. Laboratuvarda, araştırmacılar 5G gücünü 2 metreden biraz daha kısa bir mesafeye ışınlayabildiler, ancak cihazlarının gelecekteki bir versiyonunun 180 metrelik bir mesafede 6µW (bir wattın 6 milyonda biri) iletebileceğini umuyorlar.

Bunu bağlam içine koymak için, Nesnelerin İnterneti cihazları yaklaşık 5µW tüketir – ancak yalnızca en derin uyku modun da iken. Tabii ki, akıllı algoritmalar ve daha verimli elektronikler geliştirildikçe IoT cihazlarının çalışması daha az ve daha az güç gerektirecektir, ancak 6µW hala çok az miktarda güçtür.

Bu, en azından şu an için, 5G kablosuz gücünün, gününüze giderken cep telefonunuzu şarj etmek için pratik olma ihtimalinin düşük olduğu anlamına gelir. Ancak gelecekte yaygınlaşması beklenen sensörler ve alarmlar gibi IoT cihazlarını şarj edebilir veya güçlendirebilir

Örneğin fabrikalarda, depolardaki koşulları izlemek, makinelerdeki arızaları tahmin etmek veya parçaların bir üretim hattı boyunca hareketini izlemek için yüzlerce IoT sensörünün kullanılması muhtemeldir. Gücü doğrudan bu IoT cihazlarına ışınlayabilmek, çok daha verimli üretim uygulamalarına geçişi teşvik edecektir.

5G ile gelen Enerji sorunlar tahmini

Ama sorunlar daha önce üstesinden gelmek olacak. Kablosuz güç sağlamak için, 5G direkleri yaklaşık 31kW enerji tüketir – sürekli kaynayan 10 su ısıtıcısına eşdeğerdir.

5G teknolojisinin kansere neden olabileceğine dair endişeler bilim adamları tarafından geniş çapta çürütülmüş olsa da, direklerden yayılan bu güç miktarı güvensiz olabilir. Kaba bir hesaplama, ABD Federal İletişim Komisyonu tarafından belirlenen güvenlik düzenlemelerine uymak için kullanıcıların direklerden en az 16 metre uzakta tutulması gerektiğini göstermektedir.

Bununla birlikte, bu teknoloji henüz emekleme aşamasındadır. Daha dar ve daha hedefli ışınlara sahip yeni anten gibi gelecekteki yaklaşımların, her bir direk tarafından gereken enerjiyi – ve israfı – önemli ölçüde azaltabileceği kesinlikle mümkündür.