категории: Интересни факти, Интересни електрически новини
Брой преглеждания: 45750
Коментари към статията: 12

Безжично предаване на захранване: трудна история на ставане

 

Безжично предаване на енергияОт дълъг списък от фантастични технически идеи, реализирани днес, само мечтата за безжично предаване на електрическа енергия продължава да остава недостъпна. Подробно описание на енергийните лъчи в романите за научна фантастика дразнет инженерите с очевидната им нужда и същевременно с практическата невъзможност за прилагане. Но ситуацията постепенно се променя към по-добро.

От самото начало на откриването на електричеството имаше проблем с нейното предаване до крайния потребител. Развитието на промишленото производство доведе до рязко увеличение на търсенето на електроенергия. Проводниците и полюсите на електрическите електропроводи са станали неразделен елемент на пейзажите. Но само специалистите знаят колко пари и усилия се изразходват за поддържане на тези линии в работно състояние и колко енергия се губи в тях.

Изкопаемите ресурси постепенно се изчерпват и проблемите с доставките на енергия силно се тласкат към вратата на енергията. Съвременното човешко общество навлезе в ерата на космическото изследване, така че нашите възгледи се насочват към очевидния източник на неизчерпаема енергия - Слънцето. За милиарди години този термоядрен реактор излъчва фантастични количества енергия, малка част от които биха били достатъчни за човечеството в продължение на много години. Но един „малък“ проблем: как да прехвърлим получената енергия на потребителя на Земята?

От този момент започва сериозна дискусия относно възможностите за щастие на човечеството с неограничени ресурси. Засега списъкът на средствата за съвременни космически технологии има два начина за решаване на проблема. Единият е свързан с пренос на енергия от лазерен лъч към заземяващите приемни терминали. Второ - с микровълнов трансфер на енергия.

Лазерният трансфер на енергия среща няколко основни затруднения. Първият е свързан с ефективността на първичното преобразуване на слънчевата радиация в кохерентно лазерно лъчение. И второто се опира на ефективността на преноса на енергия от космоса към Земята. По първия проблем е постигнат напредък: учени от Япония отчетоха преобразуването на слънчевата енергия в лазерно лъчение с ефективност от 42%. Но преносът на енергия на повърхността включва редица задачи, които са трудни за решаване.

Затихване на лазерен лъч, чийто диаметър на повърхността на Земята може да бъде стотици метри. Интензивността му зависи от метеорологичните условия, точността на насочване към приемния терминал и дори от масата на параметрите. Летящите самолети или стада птици, уловени в силов лъч, ще изкривят или отслабят неговата сила. Ако подобен инцидент остане незабелязан за самолет, тогава птиците ще пострадат значително: интензитетът на радиация в близост до повърхността на Земята ще бъде десетки пъти по-мощен от обедното Слънце.

Вторият начин на пренос на енергия са микровълновите вълни с честоти от 2,4 до 5,8 GHz. Има атмосферен „прозорец“, в който затихването на енергията е минимално. Но приемащата част от енергията е много сложна и изисква разработването на съвременни антени. Според учените, за предаване на мощност от 5 MW от височина от 36 000 км (геостационарна орбита), ще е необходима предавателна антена с размери 1 км и приемна антена с широчина 10 км. Такива структури в близко бъдеще за човечеството не могат да си позволят.

В тази ситуация напредъкът започна от другата страна. Развитието на съвременни комуникационни и мобилни изчислителни устройства изисква често презареждане на техните батерии. По принцип това не представлява особен проблем, особено когато имате едно или две такива устройства. Но ако в семейството или офиса има десетки от тях, тогава непрекъснатото търсене на устройства за зареждане, съвместими с продукти, е разсейващо и досадно.

Според слуховете, именно това обстоятелство подтикна Марина Солячич, служителка на Университета в Масачузетс, да Идеята за начин за прехвърляне на енергия без проводници. След като сигналът за разреден мобилен телефон го събуди няколко пъти посред нощ, той реши сериозно да се справи с проблема зареждайте безжично мобилните си устройства.

В резултат на това се появи напълно нова технология за прехвърляне на енергия от мрежата към мобилните устройства, Методът се състои в резонансно свързване, като се използва магнитното поле на приемника и предавателя. Зад неразбираемо име и не по-малко неясен механизъм (методът е патентован и се пази в тайна) се крие метод за пренос на енергия без проводници с ефективност над 40%. Технологията се нарича «WiTricity».

Принципът на работа на технологията за трансфер на енергия без проводници

Принципът на работа на технологията за трансфер на енергия без проводници "WiTricity"

Безжично зарядно устройство

Безжично зарядно за мобилен телефон WiTricity

Според авторите на изобретението това не е "чист" резонанс на свързаните вериги и не е така Tesla Трансформатор, с индуктивно свързване. Радиусът на пренос на енергия днес е малко повече от два метра, в бъдеще - до 5-7 метра.

Подобни технологии са трескаво разработени от други фирми: Intel демонстрира своята технология WREL с ефективност на трансфера на енергия до 75%. През 2009 г. Sony демонстрира работата на телевизор без мрежова връзка.

Демонстрация на технологии WiTricity:

Демонстрация на безжична технология Intel WREL

Демонстрация на безжична технология на Intel WREL:

Само едно обстоятелство е тревожно: независимо от метода на предаване и техническите трикове, енергийната плътност и силата на полето в помещенията трябва да бъдат достатъчно високи, за да захранват устройства с мощност от няколко десетки вата.

Според самите разработчици все още няма информация за биологичните ефекти върху хората на такива системи. Предвид скорошната поява и различен подход към внедряването на устройства за пренос на енергия, подобни проучвания тепърва предстоят и резултатите няма да се появят скоро. И можем да преценим отрицателното им въздействие само косвено. Нещо отново ще изчезне от домовете ни, като хлебарки.

Без да се опитваме да задълбаваме в тънкостите на технологиите за пренос на енергия, можем да кажем, че на нивото на разстояния до 10 метра в близко бъдеще безжичните устройства за пренос на енергия ще се превърнат в реалност. Можете да гледате телевизия, да използвате компютър и да зареждате мобилни устройства, без да се притеснявате за наличието на кабели и контакти.

Но започнахме с проблеми с предаването не на десетки и стотици ватове, а на по-сериозни мощности. За съжаление днес Най-доброто постижение в тази посока е пилотното предаване на мощност от 30 киловата на разстояние 2 километра (1 миля). Това събитие се е случило през 1975 г. и оттогава не е постигнат сериозен напредък. Следователно през следващите десетилетия не трябва да се очаква пробив в областта на безжичното предаване на енергия. Научната фантастика може да спи досега.

Вижте също на electrohomepro.com:

  • Qi Electronic Power Wireless Standard
  • Wi-Fi технология за предаване на мощност
  • Метод на електромагнитна индукция при безжичен пренос на енергия
  • Методи за безжично предаване на енергия
  • Резонансен метод за безжично предаване на електрическа енергия от Никола Тесла

  •  
     
    Коментари:

    # 1 написа: Филип | [Цитиране]

     
     

    Хареса ми. Не знаех, че вече съществуват технологии за безжично предаване на енергия в реално време. Мислех, че преди това е чисто фантастично.

     
    Коментари:

    # 2 написа: Шура | [Цитиране]

     
     

    И ми хареса. Изглежда нереалистично, че безжичното предаване на енергия вече съществува.
    Измислицата се превръща в реалност. Дори е трудно да си представим какво ни очаква след това.

     
    Коментари:

    # 3 написа: Егор | [Цитиране]

     
     

    уау! не знаех колко интересно :-)

     
    Коментари:

    # 4 написа: HP Veer | [Цитиране]

     
     

    Купих на съпругата си телефон HP Veer - така че той има магнитен / индуктивен заряд, сложи телефона на лентата - зарежда се - няма кабели за телефона.
    Но разбира се разстоянието в милиметри, метър или два би било много по-удобно))

     
    Коментари:

    # 5 написа: | [Цитиране]

     
     
    Коментари:

    # 6 написа: | [Цитиране]

     
     

    Василий Анатолиевич, греши. Този метод на пренос на енергия е реализиран преди почти 140 години от италианския физик Карло Матеучи и е бил с помощта на плоско-спираловидни намотки. Източникът на енергия беше първо изхвърлянето на една лейденска консерва, а след това и на рулоната Рукорф.

    Какво е описано в руското издание на Пълния курс по физика, редактиран от проф. Гано. Мога да осигуря както оригиналното, така и сканирането на страницата.

     
    Коментари:

    # 7 написа: сив | [Цитиране]

     
     

    Днес идеята се реализира чрез пренос на енергия поради физическите явления на електромагнетизма, които са производни или свързани. Предаването на енергия чрез високочестотни токове, чрез магнетизъм, е смъртоносно за хората и по всякакъв начин ще бъде скрито в развитието на новите технологии. Всякакви вълни, които носят частица енергия, са материален предмет и можете също толкова добре да стреляте с пистолет, превръщайки кинетичната енергия на куршума в това, от което се нуждаете. Изравняването на пагубните ефекти на "пътищата на предаване" е основната задача на безжичната енергия, а самото предаване е второстепенно ...

     
    Коментари:

    # 8 написа: Майкъл | [Цитиране]

     
     

    Съгласен съм със Sery, има достатъчно микровълни, които звучат пълно, въпреки че ние не го усещаме, електропроводи също са много вредни. Живеейки до тях в близост до 50 метра, можете лесно да оплешивявате. Всичко излъчва. Е, индукционните котлони със сигурност са по-малко вредни, тъй като засягат метала. Не виждам нищо добро в технологията на таксите за мобилни телефони. Много по-удобно е да имате зареждане със споделена батерия. Това и изходът не са необходими. Що се отнася до градовете, струва ми се, че най-доброто решение се използва в Германия ... Там всеки инсталира малка електроцентрала, вятърни мелници или соларни панели в своя район. Всичко това е запазено например от батерии в мазето. И ако не сте вкъщи или не използвате много електричество, тогава излишъкът зарежда резервите, а излишъкът отива в общата мрежа. Хората също плащат допълнително за това. В резултат на това получаваме много предимства, това е балансирана мрежа за захранване, в която няма големи претоварвания, загубите при предаване на електронни се намаляват. Собственикът плаща по-малко и консумира по-малко. И това е в контраст с атомните централи, когато в един момент се генерира огромно количество енергия, която трябва да бъде разпределена равномерно и да загуби много. А отпадъците са минимални.

     
    Коментари:

    # 9 написа: | [Цитиране]

     
     

    Електромагнитният смог е опасен за пчелите, птиците, животните, растенията, хората - това излъчване причинява мутации, преносимите генератори без гориво са бъдещето.

     
    Коментари:

    # 10 написа: | [Цитиране]

     
     

    Всичко, което е описано в статията и в коментарите, ми е познато. Внимателно следя развитието на технологиите и се старая да не пропусна нито една новост. Има собствени идеи. Жалко е, че се лишавам от възможността да ги тествам на практика. Например такава идея. Всички сме гледали светкавици повече от веднъж и знаем, че огромни течения от стотици хиляди или дори милиони ампери текат във въздуха в канала на искрата. Това означава, че въздухът при специални условия е в състояние да премине през него огромна сила на електричество. За да направите това, просто трябва да създадете йонизиран канал във въздуха. И да го създадем, с днешното развитие на технологиите, не е толкова трудно, колкото изглежда. За това е необходимо да използвате лазерен лъч, работещ в ултравиолетовия или дори в рентгеновия диапазон на лъчение, т.е. лазерен лъч, преминаващ през въздуха, трябва да създаде йонизиран канал. Разбира се, прехвърлянето на енергия от космическото пространство на Земята по този начин няма да работи, но замяната на кабелни електропроводи - защо не?

    Да, ето още едно нещо, което искам да добавя. Що се отнася до електромагнитния смог, човек изглежда може да се адаптира към всичко.Ние не сме хлебарки, живеем насред радиации и искахме да дъвчем всичко. Лично аз съм жив пример в това отношение. Сега съм на 67 години и почти целия си трудов стаж в СССР се занимавах с микровълнова техника, а мощността, понякога беше много значителна (до 40 кВт на импулс). Той работеше в екранна камера (не за да защити някого от радиация, а за да не позволи на враговете да разберат на какви честоти работим). Между другото, в екранната камера получихме много повече радиация, отколкото ако работихме в открито пространство. И въпреки всичко това, аз дори не оплешивих.

     
    Коментари:

    # 11 написа: | [Цитиране]

     
     

    Възможно е да се предава енергия без проводници от всяка вълна, способна да се разпространява в пространството - звук, светлина, магнит, с последващо обратно преобразуване в електрически ток.

     
    Коментари:

    # 12 написа: жури | [Цитиране]

     
     

    Само по себе си електромагнитното поле не е много подходящо за прехвърляне на големи заряди на дълги разстояния без съответния "проводник" (кабел, лазерен лъч и др.). Събирането на енергията на слънцето и превръщането му в електричество също не е лесно. Ефективността във всички известни случаи не е много висока, което означава, че потребителят ще плаща както за самата електрическа енергия, така и за загубата си, което представлява значителна част. Най-ефективно е да преобразувате енергията на неелектромагнитно поле (поле с по-висока степен на подреденост) в електромагнитно. В този случай разходите за предаване ще намалеят с порядък и съответно цената на kW ще спадне.