Trådløs energi for hele verden

Et lite russisk firma vil realisere drømmen til Nikola Tesla. Norske fysikere har sine tvil.

Publisert
Wardenclyffe Tower på Long Island, fotografert i 1904, fire år før det stengte på grunn av pengemangel. Tårnet skulle realisere Nikola Teslas drøm om å overføre energi og informasjon trådløst. (Foto: Life Time/Wikimedia Commons)
Wardenclyffe Tower på Long Island, fotografert i 1904, fire år før det stengte på grunn av pengemangel. Tårnet skulle realisere Nikola Teslas drøm om å overføre energi og informasjon trådløst. (Foto: Life Time/Wikimedia Commons)

For over hundre år siden ble en merkelig bygning reist ved nordkysten av Long Island, øst for New York.

Det vil si, bygningen i seg selv var ikke så merkelig. Det som vakte oppsikt, var tårnet som raget nesten 60 meter opp over taket.

I toppen av tårnet svulmet en underlig kuppel. Denne kuppelen skulle lades med høyspenning.

Bygningen var en drøm, formet i stein og stål. Drømmeren het Nikola Tesla.

Tesla var serbisk immigrant. Han drømte om å forsyne verden med trådløs kommunikasjon og elektrisk energi.

Drøm i grus

Tesla hadde sine triumfer og sine nederlag. Den største triumfen var hans prinsipp for vekselstrøm i stikkontaktene. Det vant fram foran likestrømmen til erkefienden Thomas Edison, slik vi alle erfarer i våre egne hjem.

Et av nederlagene var dessverre tårnhuset på Long Island. Konkurrenten Guglielmo Marconi trakk flere investorer med sin trådløse telegraf enn Tesla klarte.

Pengemangel satte kroken på døra i tårnhuset, bare seks år etter at det var bygget. Så gikk ni år til, og bygget revet. Drømmen lå i grus.

Samme drøm, samme problem

Men selv om de elektriske strømmene til Tesla aldri fikk muligheten til å fly verden rundt, så gjorde drømmene det. Nå lever de videre i to unge russere, Leonid og Sergej Plekhanov.

De har startet firmaet Global Energy Transmission. Nå sliter de med det samme problemet som Tesla hadde: Å skaffe nok penger.

På noen måter har dette problemet blitt mindre, over hundre år etter. For det første har en av drømmene til Tesla alt blitt virkelighet: Internett har gitt oss global kommunikasjon.

Markedsføringsvideo fra Global Energy Transmission.

Crowdfunding

Internett har gjort det mulig å hente inn penger gjennom det som kalles crowdfunding. På nettstedet IndieGogo strømmer nå mange små og noen få større bidrag fra hele verden inn til Global Energy Transmission.

For det andre har teknologien gjort det mulig å bygge tårnet både lettere og billigere, ifølge russerne.

Teslas tårn veide 60 tonn. Russerne mener de skal klare å redusere vekten til to tonn med moderne materialer.

Men det er langt igjen til pengene er i boks. Kampanjen varer bare et par uker til, og fortsatt mangler Global Energy Transmission rundt 95 prosent av målet på 800 000 dollar.

- Relativt kvasivitenskapelig

Helge Balk. (Foto: Universitetet i Oslo)
Helge Balk. (Foto: Universitetet i Oslo)

Vil denne teknologien virke? Nettsidene til Global Energy Transmission hjelper meg litt på vei mot svaret, men ikke veldig langt. Språket er tungt og teknisk.

Det er kanskje ikke bare min faglige svakhet som har skylden. Jeg ba Helge Balk fra Universitetet i Oslo kikke på dokumentasjonen.

Balk er førsteamanuensis i elektronikk på Fysisk institutt, og understreker at han ikke er hundre prosent familiær med alle antakelsene og ligningene som presenteres.  Likevel synes han dokumentasjonen har sine svakheter.

– Den fremstår for meg som et forsøk på å gi inntrykk av å være faglig tung, men består hovedsakelig av overfladiske lærebokutsagn og henvisninger til noen faglige artikler som limes sammen med en masse ord.

– På meg virker det hele relativt kvasivitenskapelig, skriver han i en epost til forskning.no.

Solkraftverk

Fysiker Bjørn Samset har også hjulpet meg å vurdere teoriene bak tårnet til Tesla.

– Ideene til Tesla er, så vidt jeg kan vurdere, gode. Hvis noen vil ta jobben med å teste dem i praksis, er det flott, skriver han til forskning.no.

Hvordan virker den trådløse kraftoverføringen som russerne vil bygge? Deres drøm er enda større enn Teslas: De starter med et gigantisk solkraftverk, for eksempel i Sahara.

Et slikt solkraftverk kan produsere enorme mengder energi i form av elektrisk strøm. Men hvordan skal all denne energien spres ut i verden?  Å bygge vanlige kraftlinjer blir alt for kostbart.

Spenningsfelt mellom jorda og atmosfæren

Her kommer tårnet til Tesla inn i bildet. Det utnytter et lite kjent faktum: Jorda er elektrisk ladet.

Det skyldes blant annet solvinden, elektrisk ladet gass som blåser ut fra sola. Solvinden sveiper forbi jordbanen, og gir elektrisk opplading av lag høyt oppe i atmosfæren. Laget kalles ionosfæren.

Dermed blir det et elektrisk spenningsfelt mellom ionosfæren og bakken på jorda. Ionosfæren har en ladning i forhold til jordskorpa. Sett fra jordskorpa, så har den da en tilsvarende motsatt ladning i forhold til ionosfæren.

Rister på lakenet

Dette kan tårnet til Tesla utnytte. Bjørn Samset forklarer det slik: 

Figuren gir et inntrykk av hvordan energi kan overføres trådløst med strømbølger gjennom jordskorpa. Ladningsbølgene gjennom jordskorpa er sammenlignet med ristingen av et laken. Noen steder, i bølgeknutene, står lakenet stille. Andre steder beveger det seg maksimalt, og energien i bevegelsen kan hentes ut (gul pil). Ionosfæren, et elektrisk ladet luftlag høyt oppe, slutter strømkretsen. (Foto: (Figur: Arnfinn Christensen, forskning.no))
Figuren gir et inntrykk av hvordan energi kan overføres trådløst med strømbølger gjennom jordskorpa. Ladningsbølgene gjennom jordskorpa er sammenlignet med ristingen av et laken. Noen steder, i bølgeknutene, står lakenet stille. Andre steder beveger det seg maksimalt, og energien i bevegelsen kan hentes ut (gul pil). Ionosfæren, et elektrisk ladet luftlag høyt oppe, slutter strømkretsen. (Foto: (Figur: Arnfinn Christensen, forskning.no))

– Tenk på den elektriske ladningen rundt om i jordskorpen som et laken som er strukket ut over hele jorda. Hva om vi tok lakenet og ristet det?

– Da ville bølger bre seg utover, og kanskje kunne oppdages et stykke unna. Hvis bølgene ble kraftige nok, så kunne vi også overført energi via lakenet, skriver han.

Det er akkurat hva Tesla-tårnet skal gjøre. Elektrisk spenning fra det gigantiske solkraftverket lader opp kula i toppen.  Dermed blir det elektriske feltet rundt tårnet sterkere. Det tilsvarer å riste på lakenet.

Mottakertårn

Men hvorfor forplanter bølgene fra ristingen seg utover jorda? Det kommer av at jordskorpa leder elektrisk strøm.

Akkurat som når du rister et laken, vil noen steder på lakenet bevege seg ekstra kraftig, mens andre steder vil være nesten i ro.

Hvis du plasserer et annet tårn akkurat der lakenet beveger seg mest, altså der det elektriske feltet flagrer som kraftigst, kan du hente ut litt av energien.

Strømmen pendler fram og tilbake gjennom jordskorpen, opp i tårnet, og strømkretsen sluttes gjennom ionosfæren.

Video fra firmaet Global Energy Transmission som viser 3D-modell av tårnet de vil bygge.

Flere innvendinger

– Det er ingenting i veien med idéen i prinsippet. Spørsmålet er om den lar seg gjennomføre i praksis, skriver Samset. Både han og Helge Balk har sine betenkeligheter.

– Hva vil hindre at en rekke land rett og slett forsyner seg av denne energien ved å sette opp mottakertår?, spør Balk.

– Og hva skjer om konkurrerende selskap setter opp sine egne (sendertårn) slik at det oppstår interferens som forflytter nodene hvor man har bygget energiuttakstårn? fortsetter han.

– Når det gjelder sikkerhet, skriver de (russerne) at dette ikke er noe problem, da energien blir fordelt ut over et så stort areal og vil gå ned i bakken. Men den vil måtte komme konsentrert ut og inn av områdene hvor tårnene står, skriver Balk videre.

– La dem gjerne sjekke

Bjørn Hallvard Samset. (Foto: Universitetet i Oslo)
Bjørn Hallvard Samset. (Foto: Universitetet i Oslo)

– Jeg mistenker kanskje at det finnes praktiske problemer her som gjør systemet vanskeligere å sette opp enn russerne tenker seg. Naturen er gjerne sånn, skriver Samset.

– Men samtidig har ikke verden hatt behov for et slikt system før nå, så det har ikke vært incentiv for å teste heller. Kanskje det faktisk er lurt? La dem gjerne sjekke, fortsetter han.

– Jeg kommer i hvert fall ikke til å donere penger til dette prosjektet, skriver Balk.

– Jeg er nok skeptisk til om det blir noen revolusjon av dette, men nysgjerrig nok til ikke å avvise det blankt, skriver Samset.

– Og den dagen jeg skriver en science fiction-roman, så skal dette systemet helt klart være i drift over hele min fiktive verden, avslutter han.

Lenker:

Let’s Build a Planetary Energy Transmitter, informasjon fra Global Energy Transmission på nettsidene til crowdsourcingfirmaet IndieGoGo

Foreklet teknisk forklaring på nettsidene til Global Energy Transmission