Κατηγορίες: Ενδιαφέροντα γεγονότα, Ενδιαφέρουσες ηλεκτρικές ειδήσεις
Αριθμός προβολών: 45750
Σχόλια σχετικά με το άρθρο: 12
Ασύρματη μετάδοση ισχύος: μια δύσκολη ιστορία του να γίνει
Από τη μακρά λίστα των φανταστικών τεχνικών ιδεών που εφαρμόζονται σήμερα, μόνο το όνειρο της ασύρματης μετάδοσης της ηλεκτρικής ενέργειας εξακολουθεί να παραμένει ανυπέρβλητο. Οι λεπτομερείς περιγραφές των ενεργειακών ακτίνων στα μυθιστορήματα επιστημονικής φαντασίας πειράζουν τους μηχανικούς με την προφανή ανάγκη τους και ταυτόχρονα την πρακτική αδυναμία υλοποίησης. Αλλά η κατάσταση μεταβάλλεται προοδευτικά προς το καλύτερο.
Από την αρχή της ανακάλυψης του ηλεκτρικού ρεύματος, υπήρχε πρόβλημα μετάδοσης του στον τελικό καταναλωτή. Η ανάπτυξη της βιομηχανικής παραγωγής οδήγησε σε απότομη αύξηση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας. Τα καλώδια και οι πόλοι των γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας έχουν γίνει ένα αναπόσπαστο στοιχείο των τοπίων. Αλλά μόνο οι ειδικοί γνωρίζουν πόσα χρήματα και προσπάθεια δαπανώνται για τη διατήρηση αυτών των γραμμών σε κατάσταση λειτουργίας και πόση ενέργεια χάνεται σε αυτά.
Οι ορυκτοί πόροι εξαντλούνται σταδιακά και τα προβλήματα ενεργειακού εφοδιασμού πιέζουν σκληρά στην πόρτα της ενέργειας. Η σύγχρονη ανθρώπινη κοινωνία εισήλθε στην εποχή της εξερεύνησης του διαστήματος, έτσι ώστε οι απόψεις μας να στραφούν στην προφανή πηγή της ανεξάντλητης ενέργειας - τον Ήλιο. Για δισεκατομμύρια χρόνια, αυτός ο θερμοπυρηνικός αντιδραστήρας εκπέμπει φανταστικά ποσά ενέργειας, ένα μικρό μέρος του οποίου θα ήταν αρκετό για την ανθρωπότητα για πολλά χρόνια. Αλλά ένα "μικρό" πρόβλημα: πώς να μεταφέρετε τη λαμβανόμενη ενέργεια στον καταναλωτή στη Γη;
Από αυτή τη στιγμή ξεκινάει μια σοβαρή συζήτηση σχετικά με τις δυνατότητες ευχαρίστησης της ανθρωπότητας με απεριόριστους πόρους. Μέχρι στιγμής, υπάρχουν δύο τρόποι επίλυσης του προβλήματος στη λίστα των σύγχρονων εργαλείων τεχνολογίας διαστήματος. Κάποιος σχετίζεται με μεταφορά ενέργειας δέσμης λέιζερ σε τερματικά λήψης εδάφους. Δεύτερον - με μεταφορά ενέργειας μικροκυμάτων.
Η μεταφορά ενέργειας με λέιζερ συναντά πολλές βασικές δυσκολίες. Το πρώτο σχετίζεται με την αποτελεσματικότητα της πρωταρχικής μετατροπής της ηλιακής ακτινοβολίας σε συνεκτική ακτινοβολία λέιζερ. Και το δεύτερο στηρίζεται στην αποτελεσματικότητα της μεταφοράς ενέργειας από το διάστημα στη Γη. Σχετικά με το πρώτο πρόβλημα, σημειώθηκε πρόοδος: επιστήμονες από την Ιαπωνία ανέφεραν τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ακτινοβολία λέιζερ με απόδοση 42%. Αλλά η μεταφορά ενέργειας στην επιφάνεια συνεπάγεται μια σειρά εργασιών που είναι δύσκολο να λυθούν.
Η εξασθένιση μιας δέσμης λέιζερ, της οποίας η διάμετρος στην επιφάνεια της Γης μπορεί να είναι εκατοντάδες μέτρα. Η έντασή του εξαρτάται από τις καιρικές συνθήκες, την ακρίβεια της ένδειξης στο τερματικό λήψης και ακόμη και τη μάζα των παραμέτρων. Τα πτητικά αεροσκάφη ή τα κοπάδια πτηνών που αλιεύονται σε μια ακτίνα δύναμης θα διαστρεβλώσουν ή θα εξασθενίσουν τη δύναμή του. Αν ένα τέτοιο περιστατικό παραβλεφθεί για ένα αεροπλάνο, τότε τα πουλιά θα υποφέρουν σημαντικά: η ένταση της ακτινοβολίας κοντά στην επιφάνεια της Γης θα είναι δεκάδες φορές ισχυρότερη από τον ήλιο του μεσημεριού.
Ο δεύτερος τρόπος μεταφοράς ενέργειας είναι τα κύματα μικροκυμάτων με συχνότητες από 2,4 έως 5,8 GHz. Υπάρχει ένα ατμοσφαιρικό «παράθυρο» στο οποίο η εξασθένηση της ενέργειας είναι ελάχιστη. Αλλά το μέρος της ενέργειας που δέχεται είναι πολύ περίπλοκο και απαιτεί την ανάπτυξη σύγχρονων στοιχείων κεραίας. Σύμφωνα με επιστήμονες, για τη μετάδοση ισχύος 5 MW από ύψος 36.000 χλμ. (Γεωστατική τροχιά), θα απαιτείται μια κεραία μετάδοσης 1 χλμ. Και μια κεραία λήψης 10 χλμ. Τέτοιες δομές στο εγγύς μέλλον για την ανθρωπότητα δεν μπορούν να αντέξουν οικονομικά.
Σε αυτή την κατάσταση, ξεκίνησε η πρόοδος από την άλλη πλευρά. Η ανάπτυξη σύγχρονων συσκευών επικοινωνιών και κινητών υπολογιστών απαιτεί συχνή επαναφόρτιση των μπαταριών τους. Κατ 'αρχήν, αυτό δεν παρουσιάζει ιδιαίτερο πρόβλημα, ειδικά όταν έχετε μία ή δύο τέτοιες συσκευές. Αλλά εάν υπάρχουν δεκάδες στην οικογένεια ή το γραφείο, τότε η συνεχής αναζήτηση μονάδων χρέωσης συμβατών με τα προϊόντα είναι αποσπασματική και ενοχλητική.
Σύμφωνα με φήμες, αυτό το γεγονός ώθησε τη Μαρίνα Σολιάτσιτς, υπάλληλο του Πανεπιστημίου της Μασαχουσέτης, να Η ιδέα ενός τρόπου μεταφοράς ενέργειας χωρίς καλώδια. Αφού το σήμα του εκκενωμένου κινητού τηλεφώνου τον ξυπνούσε αρκετές φορές στη μέση της νύχτας, αποφάσισε να αντιμετωπίσει σοβαρά το πρόβλημα φορτίστε ασύρματα τις κινητές συσκευές σας.
Ως αποτέλεσμα, εμφανίστηκε εντελώς νέα τεχνολογία για τη μεταφορά ενέργειας από το δίκτυο σε κινητές συσκευές. Η μέθοδος συνίσταται στη συντονισμένη σύζευξη χρησιμοποιώντας το μαγνητικό πεδίο του δέκτη και του πομπού. Πίσω από ένα ακατανόητο όνομα και όχι λιγότερο σκοτεινό μηχανισμό (η μέθοδος κατοχυρώνεται με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και διατηρείται μυστική), υπάρχει κρυμμένη μέθοδος μεταφοράς ενέργειας χωρίς αγωγούς με απόδοση άνω του 40%. Η τεχνολογία καλείται WiTricity.
Η αρχή της λειτουργίας της τεχνολογίας για τη μεταφορά ενέργειας χωρίς καλώδια "WiTricity"
Ασύρματο φορτιστή για κινητό τηλέφωνο WiTricity
Σύμφωνα με τους συγγραφείς της εφεύρεσης, αυτό δεν είναι ένας "καθαρός" συντονισμός των συνδεδεμένων κυκλωμάτων και δεν είναι Μετασχηματιστή Tesla, με επαγωγική σύζευξη. Η ακτίνα μεταφοράς ενέργειας σήμερα είναι λίγο περισσότερο από δύο μέτρα, στο μέλλον - μέχρι 5-7 μέτρα.
Παρόμοιες τεχνολογίες αναπτύσσονται πυρετωδώς από άλλες επιχειρήσεις: η Intel έχει επιδείξει την τεχνολογία της WREL με απόδοση μεταφοράς ενέργειας έως 75%. Το 2009, η Sony παρουσίασε τη λειτουργία μιας τηλεόρασης χωρίς σύνδεση δικτύου.
Τεχνολογική επίδειξη WiTricity:
Απόδειξη ασύρματης τεχνολογίας Intel WREL:
Μόνο μία περίπτωση είναι ανησυχητική: ανεξάρτητα από τη μέθοδο μετάδοσης και τα τεχνικά κόλπα, η ενεργειακή πυκνότητα και η ισχύς των πεδίων στα δωμάτια πρέπει να είναι αρκετά υψηλή ώστε να τροφοδοτούν συσκευές με ισχύ αρκετών δεκάδων βατ.
Σύμφωνα με τους ίδιους τους προγραμματιστές, πληροφορίες σχετικά με τις βιολογικές επιδράσεις αυτών των συστημάτων στους ανθρώπους δεν είναι ακόμη διαθέσιμες. Δεδομένης της πρόσφατης εμφάνισης και μιας διαφορετικής προσέγγισης στην εφαρμογή των συσκευών μεταφοράς ενέργειας, τέτοιες μελέτες δεν έχουν ακόμη ολοκληρωθεί και τα αποτελέσματα δεν θα εμφανιστούν σύντομα. Και μπορούμε να κρίνουμε τον αρνητικό τους αντίκτυπο μόνο εμμέσως. Κάτι και πάλι θα εξαφανιστεί από τα σπίτια μας, όπως οι κατσαρίδες.
Χωρίς να προσπαθούμε να βρεθούμε στις πολυπλοκότητες των τεχνολογιών μεταφοράς ενέργειας, μπορούμε να πούμε ότι στο επίπεδο των αποστάσεων έως 10 μέτρα στο εγγύς μέλλον, οι συσκευές ασύρματης μεταφοράς ενέργειας θα γίνουν πραγματικότητα. Μπορείτε να παρακολουθήσετε τηλεόραση, να χρησιμοποιήσετε έναν υπολογιστή και να φορτώσετε φορητές συσκευές χωρίς να ανησυχείτε για την παρουσία καλωδίων και πριζών.
Αλλά ξεκινήσαμε με προβλήματα μετάδοσης όχι δεκάδων και εκατοντάδων βατ, αλλά με πιο σοβαρές ικανότητες. Δυστυχώς σήμερα Το καλύτερο επίτευγμα προς αυτή την κατεύθυνση είναι η πιλοτική μετάδοση ισχύος 30 κιλοβάτ σε απόσταση 2 χιλιομέτρων (1 μίλι). Το γεγονός αυτό συνέβη το 1975 και από τότε δεν έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος. Ως εκ τούτου, τις επόμενες δεκαετίες, δεν πρέπει να περιμένουμε μια σημαντική ανακάλυψη στον τομέα της ασύρματης μετάδοσης ενέργειας. Η επιστημονική φαντασία μπορεί να κοιμηθεί μέχρι τώρα.
Δείτε επίσης στο bgv.electricianexp.com
: