Vezeték nélküli energiaátvitel: a válás nehéz története

A ma megvalósult fantasztikus technikai ötletek hosszú listájából csak az elektromos energia vezeték nélküli továbbításának álma marad megmenthetetlen. Az energia sugarai részletes leírása a tudományos fantasztikus regényekben a mérnököket egyértelmű igényükkel és ugyanakkor a megvalósítás gyakorlati lehetetlenségével kísértik. De a helyzet fokozatosan jobbra változik.

A villamos energia felfedezésének kezdete óta probléma merült fel annak végső fogyasztó felé történő továbbításával. Az ipari termelés fejlődése a villamosenergia-igény hirtelen növekedéséhez vezetett. Az elektromos távvezetékek vezetékei és oszlopai a tájak szerves elemévé váltak. De csak a szakemberek tudják, mennyi pénzt és erőfeszítést költenek ezeknek a vonalaknak a munkaképességének fenntartására, és mennyi energiát veszítenek bennük.

A fosszilis erőforrások fokozatosan fogynak, és az energiaellátási problémák erősen nyomják az energiát. A modern emberi társadalom belépett az űrkutatás korszakába, így véleményünk a kimeríthetetlen energia nyilvánvaló forrásához - a Naphoz - fordul. Ez a hőreaktor több milliárd év alatt fantasztikus mennyiségű energiát bocsát ki, amelynek egy kis része elegendő lenne az emberiség számára évekig. De egy „kicsi” probléma: hogyan lehet a kapott energiát a földi fogyasztónak átadni?

Ettől a pillanattól kezdve komoly vita kezdődik az emberiség korlátlan forrásokkal való boldogságának lehetőségeiről. A modern űrtechnológiai eszközök listáján eddig két módon lehet megoldani a problémát. Az egyik kapcsolatban áll lézersugár energiaátvitel a földi fogadó terminálokhoz. Másodszor - a mikrohullámú energiaátvitel.

A lézerenergia-átadás számos alapvető nehézséggel szembesül. Az első a napsugárzás koherens lézersugárzásá történő primer átalakításának hatékonyságával kapcsolatos. És a második az űrből a földre történő energiaátvitel hatékonyságán nyugszik. Az első problémával kapcsolatban előrelépés történt: japán tudósok arról számoltak be, hogy a napenergia lézersugárzásúvá vált 42% -os hatékonysággal. Az energia felületre juttatása azonban számos olyan feladatot igényel, amelyeket nehéz megoldani.

Lézersugár gyengítése, amelynek átmérője a Föld felszínén száz méter lehet. Intenzitása az időjárási viszonyoktól, a fogadó terminálra mutató pontosságtól és még a paraméterek tömegétől is függ. A sugárhajtású repülőgépen repülõ repülõgépek vagy madárállományok torzítják vagy gyengítik annak energiáját. Ha egy ilyen esemény egy repülőgépnél észrevétlenül marad, akkor a madarak jelentősen szenvednek: a Föld felszíne közelében a sugárzás intenzitása több tízszer erősebb lesz, mint a déli nap.

Az energiaátadás második módja a 2,4–5,8 GHz frekvenciájú mikrohullámú hullámok. Itt van egy légköri „ablak”, amelyben az energia csillapítása minimális. Az energia befogadó része azonban nagyon összetett, és modern antennakomponensek fejlesztését igényli. A tudósok szerint az 5 MW teljesítmény átviteléhez 36 000 km magasságból (geostacionárius pályán) egy 1 km-es adóantennára és 10 km-es átviteli antennára van szükség. Az ilyen lehetőségek a közeljövőben az emberiség számára nem engedhetik meg maguknak.

Ebben a helyzetben a fejlődés a másik oldalon kezdődött. A modern kommunikációs és mobil számítástechnikai eszközök fejlesztése elengedhetetlen akkumulátorok újratöltését. Alapvetően ez nem jelent különösebb problémát, különösen akkor, ha van egy vagy két ilyen eszköz. De ha tucat van a családban vagy az irodában, a termékekkel kompatibilis töltőegységek folyamatos keresése zavaró és idegesítő.

A pletykák szerint ez a körülmény arra késztette Marina Solyachichot, a Massachusettsi Egyetem alkalmazottat, hogy Az energia átvezetésének módja vezetékek nélkül. Miután egy lemerült mobiltelefon jele éjszaka többször felébresztette, úgy döntött, hogy komolyan kezeli a problémát vezeték nélkül töltse fel a mobil eszközöket.

Ennek eredményeként teljesen megjelent új technológia az energia hálózatból a mobil eszközökre történő továbbításához. Az eljárás rezonáns csatolásból áll, amely a vevő és az adó mágneses mezőjét használja. Érthetetlen név és nem kevésbé homályos mechanizmus (a módszer szabadalmaztatott és titokban tartott) mögött rejtett energiavezető vezetők nélküli módszer, amelynek hatékonysága meghaladja a 40% -ot. Ezt a technológiát hívják «WiTricity».

A vezetékek nélküli energiaátadás technológiájának működési elve "WiTricity"

Vezeték nélküli töltő a WiTricity mobiltelefonhoz

A találmány szerzői szerint ez nem a csatlakoztatott áramkörök „tiszta” rezonanciája, és nem is Tesla Transformer, induktív kapcsolóval. Az energiaátadás sugara manapság valamivel több, mint két méter, a jövőben akár 5-7 méter is.

A hasonló technológiákat lázasan fejlesztették más cégek is: az Intel bemutatta technológiáját WREL akár 75% -os energiaátviteli hatékonysággal. 2009-ben a Sony demonstrálta egy televízió működését hálózati kapcsolat nélkül.

Technológiai demonstráció WiTricity:

Intel WREL vezeték nélküli technológia bemutatása:

Csak egy körülmény aggasztó: az átviteli módtól és a műszaki trükköktől függetlenül a helyiségek energia sűrűségének és térerősségének elég magasnak kell lennie ahhoz, hogy több tíz watt teljesítményű készülékeket tápláljon.

Maguk a fejlesztők szerint még nem állnak rendelkezésre információk az ilyen rendszerek emberre gyakorolt ​​biológiai hatásáról. Tekintettel a közelmúltbeli megjelenésre és az energiaátviteli eszközök megvalósításának eltérő megközelítésére, ilyen tanulmányok még nem várhatók, és az eredmények nem fognak hamarosan megjelenni. És ezek negatív hatásait csak közvetett módon tudjuk megítélni. Valami ismét eltűnik otthonunkból, például a csótányok.

Anélkül, hogy megpróbálnánk belemerülni az energiaátadási technológiák bonyolultságába, azt mondhatjuk, hogy a közeljövőben akár 10 méter távolságon is a vezeték nélküli energiaátadó eszközök valósággá válnak. Nézheti TV-t, használhat számítógépet és töltheti a mobil eszközöket anélkül, hogy a zsinórok és aljzatok jelenléte miatt aggódnia kellene.

De nem tíz és száz watt átviteli problémákkal kezdtük, hanem súlyosabb kapacitásokkal. Sajnos ma A legjobb eredmény ebben az irányban a 30 kilovatt teljesítményű pilótaátvitel 2 kilométer (1 mérföld) távolságán. Ez az esemény 1975-ben történt, és azóta nem történt komoly előrelépés. Ezért a következő évtizedekben nem várhatunk áttörést a vezeték nélküli energiaátvitel területén. A tudományos fantastika eddig aludhat.

Comments

[#1 Philip]

Tetszett. Nem tudtam, hogy már léteznek valós vezeték nélküli energiaátviteli technológiák. Azt gondoltam, hogy előtte tisztán fantasztikus.

[#2 sura]

És tetszett. Reálisnak tűnik, hogy a vezeték nélküli energiaátvitel már létezik.
A fikció valósággá válik. Még nehéz elképzelni, mi vár ránk legközelebb.

[#3 egor]

wow! nem tudtam, milyen érdekes :-)

[#4 HP Veer]

Vettem egy HP Veer telefont a feleségemnek - tehát van mágneses / induktív töltése, tegye a telefont a sávra - töltik - nincs vezeték a telefonhoz.
De természetesen sokkal kényelmesebb a távolság milliméterben, egy-két méterrel is.)

[#6]

Vaszilij Anatoljevics tévedett. Ezt az energiaátadási módszert majdnem 140 évvel ezelőtt, az olasz fizikus, Carlo Matteuchi vezette be, sík-spirál tekercsek segítségével. Az energiaforrás először egy Leyden-kannák ürítése volt, majd a Rumkorf-tekercs.

Amit a teljes fizika kurzus orosz kiadásában írják le, amelyet prof. Gano. Biztosíthatom mind az eredetit, mind az oldalt.

[#7 szürke]

Manapság az ötlet az energiaátadással valósul meg az elektromágnesesség fizikai jelenségeinek következtében, amelyek származtatott vagy rokonok. Az energia nagy frekvenciájú áramok révén történő átadása a mágnesesség révén az ember számára halálos, és mindenképpen rejtőzik az új technológiák fejlődésében. Bármely hullám, amely önmagában hordozza az energia részét, anyagi tárgy, és ugyanolyan sikeresen lőhet egy pisztolyt, amely a golyó kinetikus energiáját a kívántra változtatja. Az "átviteli utak" káros hatásainak kiegyenlítése a vezeték nélküli energia fő feladata, maga az átvitel pedig másodlagos ...

[#8 Michael]

Egyetértek Sery-vel, van elég mikrohullám, amely teljes hangot ad, bár ezt nem érezzük, az elektromos vezetékek szintén nagyon károsak. Mellettük, 50 méter közelében, könnyen kopaszodhat. Minden sugárzik. Nos, az indukciós főzőlapok minden bizonnyal kevésbé ártalmasak, mivel befolyásolják a fémet. Nem látok semmi jót a mobiltelefon-díjak technológiájában. Sokkal kényelmesebb megosztott akkumulátorral tölteni. Ehhez és az aljzathoz nincs szükség. Ami a városokat illeti, számomra úgy tűnik, hogy a legjobb megoldást Németországban használják ... Ott mindenki telepít egy kis erőművet, szélmalmokat vagy napelemeket a környéken. Mindezt például az alagsorban lévő akkumulátorok fenntartják. És ha nem otthon vagy nem sok energiát fogyaszt, akkor a többlet a tartalékokat terheli, és a többlet az általános hálózatba kerül. Az emberek ezenkívül külön fizetnek. Ennek eredményeként számos előnye van, ez egy kiegyensúlyozott energiaellátó hálózat, amelyben nincs nagy túlterhelés, csökkennek az elektronikus átviteli veszteségek. A tulajdonos kevesebbet fizet, és kevesebbet fogyaszt. És ez ellentétben áll az atomerőművekkel, amikor egy ponton hatalmas mennyiségű energia keletkezik, amelyet egyenletesen kell elosztani és sokat veszíteni. És a hulladék minimális.

[#9]

Az elektromágneses szmog veszélyes méhek, madarak, állatok, növények és emberek számára - ez a sugárzás mutációkat okoz, a hordozható üzemanyag-mentes generátorok a jövőben vannak.

[#10]

A cikkben és a hozzászólásokban leírtak mindent megismernek. Gondosan nyomon követem a technológia fejlődését, és igyekszem kihagyni egyetlen újdonságot sem. Vannak saját ötletek, nagyon kár, hogy megfosztottam a lehetőségektől, hogy kipróbáljam őket a gyakorlatban. Például egy ilyen ötlet. Mindannyian többször is figyeltük a villámlást, és tudjuk, hogy több százezer vagy akár millió amper óriási áramok folynak a levegőben lévő szikra kisülésének csatornájában. Ez azt jelenti, hogy különleges körülmények között a levegő hatalmas villamos energiát képes átjuttatni rajta. Ehhez létre kell hoznia egy ionizált csatornát a levegőben. És a létrehozása a mai technológiai fejlődés mellett nem olyan nehéz, mint amilyennek látszik. Ehhez használjon lézernyalábot, amely ultraibolya vagy akár a sugárzás röntgentartományában működik, azaz a levegőn áthaladó lézersugár ionizált csatornát hoz létre. Természetesen az energia továbbítása a világűrből a Földre nem fog működni, de a vezetékes távvezetékek cseréje - miért nem?

Igen, itt van még egy dolog, amit hozzá akarok adni. Ami az elektromágneses szmogot illeti, úgy tűnik, hogy valaki képes bármihez alkalmazkodni.Nem csótányok vagyunk, a sugárzás közepette élünk, és mindent meg akartunk rágni. Személy szerint ebben a tekintetben élő példa vagyok. Most 67 éves vagyok, és a Szovjetunióban szinte minden tapasztalatom mikrohullámú készülékekkel foglalkozott, és a teljesítmény időnként nagyon jelentős volt (impulzusig 40 kW-ig). Képernyő-kamerában dolgozott (egyáltalán nem azért, hogy megvédjen valakit a sugárzástól, hanem hogy megakadályozza az ellenséget, hogy megtudja, milyen frekvenciákon dolgozunk). Mellesleg, a képernyőkamerában sokkal több sugárzást kaptunk, mint ha szabadban dolgoznánk. Mindezek ellenére még csak sem kopaszodtam.

[#11]

Az energiát vezetékek nélkül bármilyen olyan hullám továbbíthatja, amely képes terjedni az űrben - hang, fény, mágnes, amelyet fordított átalakítás követ elektromos árammá.

[#12 zsűri]

Önmagában az elektromágneses mező nem alkalmas nagy töltések nagy távolságra történő továbbítására a megfelelő "vezető" (kábel, lézersugár stb.) Nélkül. A nap energiájának összegyűjtése és villamos energiává történő átalakítása szintén nem könnyű. A hatékonyság minden ismert esetben nem túl magas, ami azt jelenti, hogy a fogyasztó maga fizet mind a villamos energiáért, mind annak elvesztéséért, ami jelentős rész. A leghatékonyabb a nem elektromágneses mező (egy magasabb rendű mező) energiáját elektromágnesesvé konvertálni. Ebben az esetben az átviteli költségek nagyságrenddel csökkennek, és ennek megfelelően a kW költsége csökken.