Kategorijas: Interesanti fakti, Interesantas elektriskās ziņas
Skatījumu skaits: 45750
Komentāri par rakstu: 12

Bezvadu enerģijas pārvade: sarežģīta kļūšanas vēsture

 

Bezvadu enerģijas pārvadeNo garajā šodien īstenoto fantastisko tehnisko ideju saraksta tikai sapnis par bezvadu elektriskās enerģijas pārraidi joprojām ir nepieņemams. Sīki izstrādāti enerģijas staru apraksti zinātniskās fantastikas romānos kaitina inženierus ar acīmredzamo vajadzību un vienlaikus ar to praktisko neiespējamību. Bet situācija pakāpeniski mainās uz labo pusi.

Kopš elektrības atklāšanas sākuma bija problēma ar tās pārvadi galapatērētājam. Rūpnieciskās ražošanas attīstība ir strauji palielinājusi pieprasījumu pēc elektrības. Elektrisko pārvades līniju vadi un stabi ir kļuvuši par neatņemamu ainavu elementu. Bet tikai speciālisti zina, cik daudz naudas un pūļu iztērē šo līniju uzturēšanai darba stāvoklī, un cik daudz enerģijas tajās tiek zaudēta.

Fosilie resursi pakāpeniski izbeidzas, un enerģijas piegādes problēmas nopietni piepūlas pie enerģijas durvīm. Mūsdienu cilvēku sabiedrība ir iegājusi kosmosa izpētes laikmetā, tāpēc mūsu uzskati pievēršas acīmredzamajam neizsmeļamās enerģijas avotam - Saulei. Miljardiem gadu šis kodolreaktors izstaro fantastiskus enerģijas daudzumus, kuru nelielai daļai cilvēcei būtu pietiekami daudzus gadus. Bet viena “maza” problēma: kā nodot saņemto enerģiju patērētājam uz Zemes?

No šī brīža sākas nopietna diskusija par iespējām padarīt cilvēci laimīgu ar neierobežotiem resursiem. Līdz šim mūsdienu kosmosa tehnoloģiju rīku sarakstā ir divi veidi, kā atrisināt problēmu. Viens ir saistīts ar lāzera stara enerģijas pārnešana uz zemes saņemšanas termināļiem. Otrais - ar mikroviļņu enerģijas pārnešana.

Lāzera enerģijas pārnešana sastopas ar vairākām būtiskām grūtībām. Pirmais ir saistīts ar saules starojuma primārās pārvēršanas koherentā lāzera starojumā efektivitāti. Un otrais balstās uz enerģijas pārneses efektivitāti no kosmosa uz Zemi. Attiecībā uz pirmo problēmu ir panākts progress: zinātnieki no Japānas ziņoja par saules enerģijas pārvēršanu lāzera starojumā ar efektivitāti 42%. Bet enerģijas pārnešana uz virsmu ietver vairākus uzdevumus, kurus ir grūti atrisināt.

Lāzera stara vājināšana, kura diametrs Zemes virsmā var būt simtiem metru. Tās intensitāte ir atkarīga no laika apstākļiem, precizitātes, kas norāda uz uztveršanas termināli, un pat no parametru masas. Lidojošās lidmašīnas vai putnu pulki, kas nozvejoti staru kūli, izkropļos vai vājinās tā spēku. Ja šāds atgadījums lidmašīnai paliks nepamanīts, putni nopietni cietīs: radiācijas intensitāte Zemes virsmas tuvumā būs desmitiem reižu jaudīgāka nekā pusdienlaika saule.

Otrs enerģijas pārneses veids ir mikroviļņu viļņi ar frekvenci no 2,4 līdz 5,8 GHz. Šeit ir atmosfēras “logs”, kurā enerģijas pavājināšanās ir minimāla. Bet enerģijas saņemošā daļa ir ļoti sarežģīta un prasa modernu antenu komponentu attīstību. Pēc zinātnieku domām, lai pārraidītu 5 MW jaudu no 36 000 km augstuma (ģeostacionārā orbītā), būs nepieciešama 1 km liela raidīšanas antena un 10 km garā uztverošā antena. Šādas iespējas cilvēcei tuvākajā laikā nevar atļauties.

Šajā situācijā progress sākās no otras puses. Mūsdienu sakaru un mobilo skaitļošanas ierīču attīstība ir prasījusi bieži uzlādēt akumulatorus. Principā tas nerada īpašu problēmu, it īpaši, ja jums ir viena vai divas šādas ierīces. Bet, ja ģimenē vai birojā to ir desmitiem, tad nepārtraukta ar produktiem saderīgu lādēšanas ierīču meklēšana novērš uzmanību un kaitina.

Pēc baumām, tieši šis apstāklis ​​pamudināja Masačūsetsas universitātes darbinieku Marinu Soločeču Ideja par veidu, kā nodot enerģiju bez vadiem. Pēc tam, kad nakts vidū vairākas reizes viņu pamodināja izlādēta mobilā tālruņa signāls, viņš nolēma nopietni risināt problēmu bezvadu uzlādēt mobilās ierīces.

Rezultātā tas parādījās pilnībā jauna tehnoloģija enerģijas pārnešanai no tīkla uz mobilajām ierīcēm. Metode sastāv no rezonanses savienošanas, izmantojot uztvērēja un raidītāja magnētisko lauku. Aiz nesaprotama nosaukuma un ne mazāk neskaidra mehānisma (metode ir patentēta un tiek turēta noslēpumā) slēpta enerģijas pārneses metode bez vadītājiem, kuras efektivitāte pārsniedz 40%. Tiek saukta tehnoloģija WiTricity.

Enerģijas pārvades bez vadiem tehnoloģijas

Enerģijas pārvades bez vadiem tehnoloģijas "WiTricity" darbības princips

Bezvadu lādētājs

Bezvadu lādētājs mobilajam tālrunim WiTricity

Pēc izgudrojuma autoru domām, tā nav savienoto shēmu “tīra” rezonanse, un tā nav Tesla Transformers, ar induktīvo sakabi. Enerģijas pārneses rādiuss šodien ir nedaudz vairāk par diviem metriem, nākotnē - līdz 5-7 metriem.

Līdzīgas tehnoloģijas drudžaini izstrādā citas firmas: Intel ir demonstrējis savu tehnoloģiju WREL ar enerģijas pārneses efektivitāti līdz 75%. 2009. gadā Sony demonstrēja televizora darbību bez tīkla savienojuma.

Tehnoloģiju demonstrācija WiTricity:

Intel WREL bezvadu tehnoloģijas demonstrācija

Intel WREL bezvadu tehnoloģijas demonstrācija:

Satraucošs ir tikai viens apstāklis: neatkarīgi no pārraides metodes un tehniskajiem trikiem, enerģijas blīvumam un lauka intensitātei telpās jābūt pietiekami augstam, lai darbinātu ierīces ar vairāku desmitu vatu jaudu.

Pēc pašu izstrādātāju domām, informācija par šādu sistēmu bioloģisko iedarbību uz cilvēkiem vēl nav pieejama. Ņemot vērā neseno parādīšanos un atšķirīgo pieeju enerģijas pārvades ierīču ieviešanai, šādi pētījumi vēl ir jāveic, un rezultāti drīz neparādīsies. Un to negatīvo ietekmi mēs varam spriest tikai netieši. Kaut kas atkal pazudīs no mūsu mājām, piemēram, prusaki.

Nemēģinot ienirt enerģijas pārnešanas tehnoloģiju sarežģītībā, mēs varam teikt, ka tuvākajā nākotnē attāluma līdz 10 metriem līmenī bezvadu enerģijas pārneses ierīces kļūs par realitāti. Varat skatīties televizoru, izmantot datoru un uzlādēt mobilās ierīces, neuztraucoties par auklu un kontaktligzdu klātbūtni.

Bet mēs sākām ar pārvades problēmām, kas nav saistītas ar desmitiem un simtiem vatu, bet gan ar nopietnākām jaudām. Diemžēl šodien Labākais sasniegums šajā virzienā ir 30 kilovatu jaudas pilota pārvade 2 kilometru (1 jūdzes) attālumā. Šis notikums notika 1975. gadā, un kopš tā laika nopietns progress nav panākts. Tāpēc nākamajās desmitgadēs nevajadzētu gaidīt izrāvienu bezvadu enerģijas pārvades jomā. Zinātniskā fantastika var gulēt līdz šim.

Skatīt arī vietnē electrohomepro.com:

  • Qi elektroniskais bezvadu standarts
  • Wi-Fi jaudas pārvades tehnoloģija
  • Elektromagnētiskās indukcijas metode bezvadu enerģijas pārnesē
  • Bezvadu enerģijas pārvades metodes
  • Nikola Tesla bezvadu elektroenerģijas pārvades metode

  •  
     
    Komentāri:

    # 1 rakstīja: Filips | [citāts]

     
     

    Man patika. Es nezināju, ka reālās dzīves bezvadu enerģijas pārvades tehnoloģijas jau pastāv. Iepriekš es domāju, ka tas ir tīri fantastiski.

     
    Komentāri:

    # 2 rakstīja: Šuročka | [citāts]

     
     

    Un man patika. Šķiet nereāli, ka bezvadu enerģijas pārvade jau pastāv.
    Daiļliteratūra kļūst par realitāti. Grūti iedomāties, kas mūs sagaida nākamgad.

     
    Komentāri:

    # 3 rakstīja: egor | [citāts]

     
     

    wow! nezināju cik interesanti :-)

     
    Komentāri:

    # 4 rakstīja: HP Veer | [citāts]

     
     

    Es savai sievai nopirku HP Veer tālruni - tāpēc viņam ir magnētisks / induktīvs lādiņš, nolieciet tālruni uz vagonu - viņš uzlādējas - nav telefona vadu.
    Bet, protams, daudz ērtāks ir attālums milimetros, metrs vai divi))

     
    Komentāri:

    # 5 rakstīja: | [citāts]

     
     
    Komentāri:

    # 6 rakstīja: | [citāts]

     
     

    Vasilijs Anatoljevičs, kļūdās. Šo enerģijas pārneses metodi gandrīz pirms 140 gadiem ieviesa itāļu fiziķis Karlo Matteuči, un tas notika ar plaknes-spirāles spoļu palīdzību. Enerģijas avots vispirms bija Leyden kārbas novadīšana un pēc tam Rumkorf spirāle.

    Tas, kas aprakstīts krievu valodas izdevumā Pilns fizikas kurss, rediģējis prof. Gano. Es varu nodrošināt gan oriģinālu, gan lapas skenēšanu.

     
    Komentāri:

    # 7 rakstīja: Pelēks | [citāts]

     
     

    Mūsdienās šī ideja tiek realizēta, nododot enerģiju elektromagnētisma fizikālo parādību dēļ, kuras ir atvasinātas vai saistītas. Enerģijas pārnešana ar augstfrekvences strāvu caur magnētismu ir nāvējoša cilvēkiem un visādā ziņā tiks paslēpta jauno tehnoloģiju attīstībā. Jebkuri viļņi, kas nes daļiņu enerģijas, ir materiāls priekšmets, un tikpat labi varat izšaut pistoli, pārveidojot lodes kinētisko enerģiju vajadzīgajā. "Pārraides ceļu" kaitīgās ietekmes izlīdzināšana ir bezvadu enerģijas galvenais uzdevums, un pati pārraide ir sekundāra ...

     
    Komentāri:

    # 8 rakstīja: Mihails | [citāts]

     
     

    Es piekrītu Sērijai, ir pietiekami daudz mikroviļņu, kas izklausās pilnībā, kaut arī mēs to nejūtam, arī elektrolīnijas ir ļoti kaitīgas. Dzīvojot blakus viņiem 50 metru tuvumā, jūs varat viegli pliku. Viss izstaro. Indukcijas plītis noteikti ir mazāk kaitīgas, jo tās ietekmē metālu. Es neredzu neko labu mobilo tālruņu maksas tehnoloģijā. Daudz ērtāk ir uzlādēt ar kopīgu akumulatoru. Tas un izeja nav vajadzīgi. Runājot par pilsētām, man šķiet, ka vislabākais risinājums tiek izmantots Vācijā ... Tur visi savā vietā uzstāda nelielu spēkstaciju, vējdzirnavas vai saules paneļus. To visu rezervē, piemēram, pagrabā esošās baterijas. Un, ja jūs neesat mājās vai nelietojat daudz elektrības, tad pārsniegums iekasē rezerves, un pārpalikums nonāk vispārējā tīklā. Cilvēki par to arī maksā papildus. Rezultātā mēs iegūstam daudz priekšrocību, tas ir sabalansēts energoapgādes tīkls, kurā nav lielu pārslodzi, tiek samazināti elektronikas pārvades zudumi. Īpašnieks maksā mazāk un patērē mazāk. Un tas ir pretstatā atomelektrostacijām, kad vienā brīdī tiek ģenerēts milzīgs enerģijas daudzums, kas vienmērīgi jāsadala un daudz jāzaudē. Un atkritumu ir minimāli.

     
    Komentāri:

    # 9 rakstīja: | [citāts]

     
     

    Elektromagnētiskais smogs ir bīstams bitēm, putniem, dzīvniekiem, augiem, cilvēkiem - šis starojums izraisa mutācijas, nākotne pieder pārnēsājamiem ģeneratoriem, kas nesatur degvielu.

     
    Komentāri:

    # 10 rakstīja: | [citāts]

     
     

    Viss, kas ir aprakstīts rakstā un komentāros, man ir pazīstams. Es uzmanīgi sekoju tehnoloģiju attīstībai un cenšos nepalaist garām nevienu jaunumu. Ir savas idejas, tikai žēl, ka man ir liegta iespēja tās pārbaudīt praksē. Piemēram, šāda ideja. Mēs visi vairāk nekā vienu reizi esam vērojuši zibens, un mēs zinām, ka dzirksteles izlādes kanālā gaisā plūst milzīgas simtiem tūkstošu vai pat miljonu ampēru strāvas. Tas nozīmē, ka gaiss īpašos apstākļos caur to var izvadīt milzīgu elektrības jaudu. Lai to izdarītu, jums vienkārši jāizveido jonizēts kanāls gaisā. Un to izveidot, izmantojot mūsdienu tehnoloģiju attīstību, nav tik grūti, kā šķiet. Šim nolūkam jums jāizmanto lāzera stars, kas darbojas ultravioletā starojuma vai pat rentgenstaru starojuma diapazonā, t.i. lāzera staram, kas iet caur gaisu, jārada jonizēts kanāls. Protams, enerģijas pārvietošana no kosmosa uz Zemi šādā veidā nedarbosies, bet vadu elektropārvades līniju aizstāšana - kāpēc gan ne?

    Jā, šeit ir vēl viena lieta, ko es gribu piebilst. Runājot par elektromagnētisko smogu, šķiet, ka cilvēks spēj pielāgoties jebkam.Mēs neesam tarakāni, mēs dzīvojam starojuma vidū, un mēs gribējām visu košļāt. Es personīgi šajā ziņā esmu dzīvs piemērs. Tagad man ir 67 gadi, un gandrīz visa darba pieredze PSRS es nodarbojos ar mikroviļņu iekārtām, un jauda reizēm bija ļoti ievērojama (līdz 40 kW uz impulsu). Viņš strādāja ar ekrāna kameru (nepavisam ne tāpēc, lai kādu pasargātu no radiācijas, bet gan lai ienaidnieki nezinātos, pie kādām frekvencēm mēs strādājam). Starp citu, ekrāna kamerā mēs saņēmām daudz lielāku starojumu nekā tad, ja mēs strādātu atklātā telpā. Un, neskatoties uz visu to, es pat nebiju pliks.

     
    Komentāri:

    # 11 rakstīja: | [citāts]

     
     

    Enerģiju bez vadiem var pārraidīt ar jebkuru viļņu, kas spēj izplatīties telpā - skaņu, gaismu, magnētisko, kam seko reversa pārvēršana elektriskā strāvā.

     
    Komentāri:

    # 12 rakstīja: Jurijs | [citāts]

     
     

    Elektromagnētiskais lauks pats par sevi nav ļoti piemērots lielu lādiņu pārnešanai lielos attālumos bez atbilstošā "vadītāja" (kabelis, lāzera stars utt.). Savākt saules enerģiju un pārveidot to elektrībā arī nav viegli. Efektivitāte visos zināmajos gadījumos nav ļoti augsta, kas nozīmē, ka patērētājs maksās gan par pašu elektroenerģiju, gan par tās zudumiem, kas ir ievērojama daļa. Visefektīvākais ir neelektromagnētiskā lauka (lauka ar augstāku secības pakāpi) enerģiju pārveidot elektromagnētiskajā. Šajā gadījumā pārvades izmaksas samazināsies par apmēram, un attiecīgi samazināsies kW izmaksas.