Penghantaran kuasa tanpa wayar: sejarah sukar untuk menjadi

Daripada senarai panjang idea-idea teknikal yang hebat yang dilaksanakan hari ini, hanya impian penghantaran tanpa wayar tenaga elektrik terus menjadi tidak dapat dilepaskan. Penerangan terperinci tentang sinaran tenaga dalam novel sains fiksyen sains dengan keperluan jelas mereka, dan pada masa yang sama praktikal pelaksanaannya tidak praktikal. Tetapi keadaan secara beransur-ansur berubah menjadi lebih baik.

Sejak awal penemuan elektrik, terdapat masalah penghantaran ke pengguna akhir. Pembangunan pengeluaran perindustrian telah menyebabkan peningkatan mendadak dalam permintaan elektrik. Wayar dan kutub talian penghantaran elektrik telah menjadi elemen penting dalam landskap. Tetapi pakar hanya tahu berapa banyak wang dan usaha yang dibelanjakan untuk mengekalkan garis-garis ini dalam keadaan kerja, dan berapa banyak tenaga yang hilang di dalamnya.

Sumber fosil secara beransur-ansur habis, dan masalah bekalan tenaga menolak dengan keras di pintu tenaga. Masyarakat manusia moden telah memasuki era penerokaan ruang angkasa, jadi pandangan kita berpaling kepada sumber tenaga yang tidak habis-habisnya - Matahari. Untuk berbilion tahun, reaktor termonuklear ini memancarkan jumlah tenaga yang hebat, sebahagian kecilnya akan mencukupi untuk manusia selama bertahun-tahun. Tetapi masalah "kecil": bagaimana untuk memindahkan tenaga yang diterima kepada pengguna di Bumi?

Dari saat ini, perbincangan yang serius bermula tentang kemungkinan menjadikan manusia gembira dengan sumber yang tidak terhad. Setakat ini, terdapat dua cara untuk menyelesaikan masalah dalam senarai alat teknologi ruang moden. Satu adalah berkaitan dengan pemindahan tenaga pancaran laser ke tanah yang menerima terminal. Kedua - dengan pemindahan tenaga gelombang mikro.

Pemindahan tenaga laser menghadapi beberapa masalah asas. Yang pertama adalah berkaitan dengan kecekapan penukaran utama sinaran suria kepada sinaran laser yang koheren. Dan yang kedua terletak pada kecekapan pemindahan tenaga dari angkasa ke Bumi. Mengenai masalah pertama, terdapat kemajuan: para saintis dari Jepun melaporkan penukaran tenaga surya ke sinaran laser dengan kecekapan sebanyak 42%. Tetapi pemindahan tenaga ke permukaan melibatkan beberapa tugas yang sukar untuk dipecahkan.

Penolakan sinar laser yang diameternya di permukaan Bumi dapat beratus-ratus meter. Keamatannya bergantung kepada keadaan cuaca, ketepatan menunjuk pada terminal penerima, dan juga jisim parameter. Pesawat terbang atau kawanan burung yang terperangkap dalam sinar kuasa akan mengganggu atau melemahkan kuasa. Jika kejadian sedemikian tidak disedari untuk kapal terbang, maka burung-burung akan menderita dengan ketara: keamatan sinaran berhampiran permukaan Bumi akan berpuluh-puluh kali lebih kuat daripada matahari tengahari.

Cara kedua pemindahan tenaga ialah gelombang gelombang mikro dengan frekuensi dari 2.4 hingga 5.8 GHz. Di sini terdapat "tingkap" atmosfer di mana pengecilan tenaga adalah minimum. Tetapi bahagian penerima tenaga sangat rumit dan memerlukan pembangunan komponen antena moden. Menurut saintis, untuk menghantar kuasa 5 MW dari ketinggian 36,000 km (orbit geostasioner), sebuah antena pemancar 1 km dan antena penerima 10 km di seluruh akan diperlukan. Kemudahan sedemikian dalam masa terdekat untuk kemanusiaan tidak mampu.

Dalam keadaan ini, kemajuan bermula di sisi lain. Perkembangan komunikasi moden dan peranti pengkomputeran mudah alih memerlukan pengisian bateri yang kerap. Pada dasarnya, ini tidak menimbulkan masalah tertentu, terutamanya apabila anda mempunyai satu atau dua alat tersebut. Tetapi jika terdapat puluhan dalam keluarga atau pejabat, carian berterusan untuk unit pengecasan yang serasi dengan produk adalah mengganggu dan menjengkelkan.

Menurut khabar angin, keadaan ini mendorong Marina Solyachich, seorang pekerja Universiti Massachusetts, ke Idea cara untuk memindahkan tenaga tanpa wayar. Selepas isyarat telefon mudah alih yang dibebaskan beliau beberapa kali pada pertengahan malam, dia memutuskan untuk mengatasinya dengan serius secara wayarles mengecas peranti mudah alih anda.

Akibatnya, ia muncul sepenuhnya teknologi baru untuk memindahkan tenaga dari rangkaian ke peranti mudah alih. Kaedah ini terdiri daripada gandingan resonan menggunakan medan magnet penerima dan pemancar. Di sebalik nama yang tidak dapat difahami dan mekanisme tidak jelas (kaedah dipatenkan dan dirahsiakan), terdapat kaedah pemindahan tenaga yang tidak tersembunyi tanpa konduktor dengan kecekapan melebihi 40%. Teknologi ini dipanggil WiTricity.

Prinsip pengendalian teknologi untuk pemindahan tenaga tanpa wayar "WiTricity"

Pengecas Tanpa Wayar untuk Telefon Mudah Alih WiTricity

Menurut pengarang ciptaan ini, ini bukan "resonans" tulen litar bersambung dan tidak Tesla Transformer, dengan gandingan induktif. Radius pemindahan tenaga hari ini sedikit lebih daripada dua meter, di masa depan - sehingga 5-7 meter.

Teknologi serupa digerakkan oleh firma lain: Intel telah menunjukkan teknologinya WREL dengan kecekapan pemindahan tenaga sehingga 75%. Pada tahun 2009, Sony menunjukkan operasi televisyen tanpa sambungan rangkaian.

Demonstrasi teknologi WiTricity:

Intel WREL Wireless Technology Demonstration:

Hanya satu keadaan yang membimbangkan: tanpa mengira kaedah penghantaran dan teknik, ketumpatan tenaga dan kekuatan medan di dalam bilik harus cukup tinggi untuk peranti kuasa dengan kuasa beberapa puluhan watt.

Menurut pemaju sendiri, maklumat mengenai kesan biologi pada manusia sistem sedemikian belum tersedia. Memandangkan penampilan baru-baru ini, dan pendekatan yang berlainan untuk pelaksanaan peranti penghantaran tenaga, kajian-kajian sedemikian belum akan datang, dan hasilnya tidak akan muncul tidak lama lagi. Dan kita boleh menilai kesan negatif mereka secara tidak langsung. Sesuatu lagi akan hilang dari rumah kita, seperti lipas.

Tanpa cuba untuk menyelidiki selok-belok teknologi pemindahan tenaga, kita boleh mengatakan bahawa pada tahap jarak sehingga 10 meter dalam masa terdekat, peranti pemindahan tenaga tanpa wayar akan menjadi kenyataan. Anda boleh menonton TV, menggunakan komputer dan mengecas peranti mudah alih tanpa bimbang tentang kehadiran tali dan soket.

Tetapi kita bermula dengan masalah penghantaran bukan berpuluh-puluh dan beratus-ratus watt, tetapi kapasiti yang lebih serius. Malangnya hari ini Pencapaian terbaik ke arah ini ialah transmisi perintis kuasa 30 kilowatt dalam jarak 2 kilometer (1 batu). Acara ini berlaku pada tahun 1975 dan sejak itu tidak ada kemajuan yang serius. Oleh itu, dalam dekad yang akan datang, seseorang tidak boleh mengharapkan satu kejayaan dalam bidang penghantaran tenaga tanpa wayar. Fiksyen sains boleh tidur setakat ini.

Comments

[#1 Philip]

Saya suka. Saya tidak tahu bahawa teknologi penghantaran kuasa tanpa wayar sebenar sudah wujud. Saya fikir sebelum ini ia adalah semata-mata hebat.

[#2 Shurochka]

Dan saya suka. Nampaknya tidak realistik bahawa penghantaran kuasa tanpa wayar sudah wujud.
Fiksyen menjadi realiti. Lebih sukar untuk membayangkan apa yang menanti kita seterusnya.

[#3 egor]

wow! tidak tahu bagaimana menarik :-)

[#4 HP Veer]

Saya membeli telefon HP Veer untuk isteri saya - jadi dia mempunyai caj magnetik / induktif, meletakkan telefon pada kereta muzik - dia mengecas - tiada tali untuk telefon.
Tetapi tentunya jarak dalam milimeter, satu atau dua meter akan lebih mudah))

[#6]

Vasily Anatolyevich, adalah salah. Kaedah pemindahan tenaga ini telah dilaksanakan hampir 140 tahun yang lalu oleh ahli fizik Itali Carlo Matteuchi dan dengan bantuan gegelung spiral pesawat. Sumber tenaga pertama adalah pelepasan Leyden, dan kemudian gegelung Rumkorf.

Apa yang digambarkan dalam edisi Rusia Kursus fizik Penuh disunting oleh prof. Gano. Saya boleh memberikan imbasan asal dan halaman.

[#7 Kelabu]

Hari ini, idea itu direalisasikan melalui pemindahan tenaga kerana fenomena fizikal elektromagnetisme yang terbitan atau berkaitan. Pemindahan tenaga melalui arus frekuensi tinggi, melalui magnet, adalah mematikan kepada manusia dan akan tersembunyi dalam kemajuan teknologi baru. Mana-mana gelombang yang membawa sebahagian kecil daripada tenaga dalam diri mereka adalah objek material dan dengan kejayaan yang sama anda boleh menembak pistol mengubah tenaga kinetik peluru ke apa yang anda perlukan. Menilai kesan merugikan "jalur penghantaran" adalah tugas utama tenaga tanpa wayar, dan penghantaran itu sendiri ...

[#8 Mikhail]

Saya bersetuju dengan Sery, ada gelombang mikro yang cukup kuat yang bunyi walaupun kita tidak merasakannya, garis kuasa juga sangat berbahaya. Hidup bersebelahan dengan mereka di sekitar 50 meter, anda boleh dengan mudah botak. Semuanya memancarkan. Nah, induksi induk tentu kurang berbahaya, kerana ia mempengaruhi logam. Saya tidak melihat apa-apa yang baik dalam teknologi caj telefon bimbit. Ia lebih mudah untuk dicas dengan bateri yang dikongsi. Ini dan outlet tidak diperlukan. Bagi bandar-bandar, saya berpendapat bahawa penyelesaian terbaik digunakan di Jerman ... Di sana, semua orang memasang stesen kuasa kecil, kincir angin atau panel solar di kawasan mereka. Semua ini disediakan oleh bateri di ruangan bawah tanah misalnya. Dan jika anda tidak berada di rumah atau anda tidak menggunakan banyak elektrik, maka lebihan caj rizab, dan lebihan itu masuk ke rangkaian umum. Orang juga membayar tambahan untuk ini. Akibatnya, kita mendapat banyak kelebihan, ia adalah rangkaian bekalan tenaga yang seimbang di mana tidak ada beban yang besar, kerugian penghantaran elektronik dikurangkan. Pemilik membayar kurang dan menggunakan kurang. Dan ini berbeza dengan loji kuasa nuklear apabila sejumlah besar tenaga dijana pada satu titik yang perlu diedarkan secara sama rata dan kehilangan banyak. Dan sisa buangan.

[#9]

Asap elektromagnetik berbahaya bagi lebah, burung, haiwan, tumbuh-tumbuhan, manusia - sinaran ini menyebabkan mutasi, penjana bebas bahan api mudah alih adalah masa depan.

[#10]

Segala sesuatu yang diterangkan dalam artikel itu, dan dalam ulasan, sudah biasa kepada saya. Saya dengan teliti mengikuti perkembangan teknologi, dan cuba untuk tidak melepaskan satu kebiasaan tunggal. Terdapat idea-idea sendiri, ia hanya kasihan bahawa saya dilarang peluang untuk menguji mereka dalam amalan. Sebagai contoh, idea sedemikian. Kita semua telah memerhatikan kilat lebih daripada sekali, dan kita tahu bahawa arus besar beratus-ratus ribu, atau bahkan berjuta-juta amperes, mengalir dalam saluran pelepasan percikan di udara. Ini bermakna udara di bawah keadaan khas mampu melepasi kuasa elektrik yang besar. Untuk melakukan ini, anda hanya perlu membuat saluran terionkan di udara. Dan untuk mewujudkannya, dengan perkembangan teknologi hari ini, tidak begitu sukar. Untuk melakukan ini, gunakan sinar laser yang beroperasi dalam ultraviolet atau bahkan dalam radiasi sinaran x, i.e. pancaran laser melalui udara perlu mewujudkan saluran terion. Sudah tentu, pemindahan tenaga dari angkasa ke Bumi dengan cara ini tidak akan berfungsi, tetapi menggantikan talian kuasa berwayar - mengapa tidak?

Ya, inilah satu lagi perkara yang saya mahu tambah. Bagi asap elektromagnet, seseorang seolah-olah dapat menyesuaikan diri dengan apa-apa.Kami bukan lipas, kita hidup di tengah-tengah radiasi, dan kami mahu mengunyah segala-galanya. Secara peribadi, saya, dalam hal ini, contoh hidup. Sekarang saya berumur 67 tahun, dan hampir semua pengalaman saya bekerja di USSR saya mengendalikan peralatan gelombang mikro, dan kuasa pada masa itu sangat penting (sehingga 40 kW setiap nadi). Dia bekerja dalam kamera skrin (tidak sama sekali untuk melindungi seseorang daripada radiasi, tetapi untuk menghalang musuh daripada mengetahui kekerapan yang kita kerjakan). Dengan cara ini, dalam kamera skrin kami menerima lebih banyak radiasi daripada jika kami bekerja di ruang terbuka. Dan walaupun semua ini, saya tidak pernah botak.

[#11]

Ia adalah mungkin untuk menghantar tenaga tanpa wayar oleh sebarang gelombang yang mampu menyebarkan di ruang - bunyi, cahaya, magnet, diikuti oleh penukaran terbalik ke dalam arus elektrik.

[#12 Yuri]

Dengan sendirinya, medan elektromagnet tidak sesuai untuk memindahkan caj besar ke jarak jauh tanpa "konduktor" yang sama (kabel, pancaran laser, dan lain-lain). Mengumpul tenaga matahari dan mengubahnya menjadi elektrik juga tidak mudah. Kecekapan dalam semua kes yang diketahui tidak terlalu tinggi, yang bermaksud bahawa pengguna akan membayar kedua-duanya untuk tenaga elektrik itu sendiri dan untuk kerugiannya, yang merupakan bahagian penting. Ia adalah paling cekap untuk menukar tenaga medan bukan elektromagnet (medan dengan tahap pesanan yang lebih tinggi) ke dalam elektromagnetik. Dalam kes ini, kos penghantaran akan berkurangan mengikut susunan magnitud dan, dengan itu, kos kW akan jatuh.