Руски учени са разработили високоефективна безжична система за предаване на енергия. Може да се използва за създаване на стаи, в които мобилните телефони и таблети ще се зареждат автоматично, „от въздуха“.
В началото на XX век Никола Тесла за първи път тества възможностите за безжично предаване на електроенергия, но доскоро технологията практически не се използва или подобрява.
През 2007 г. екип от учени от Масачузетския технологичен институт (MIT) тества отново технологията WPT: те включиха 60-ватова електрическа крушка от разстояние два метра. Ефективността на предаване на мощност беше 45 процента.
По-късно техниката многократно се опитва да преосмисли и подобри, по-специално, за да се повиши ефективността на доставянето на енергия „през въздуха“.
Въз основа на същите принципи екип от руски изследователи начело с Полина Капитанова от Националния изследователски университет за информационни технологии, механика и оптика в Санкт Петербург и Елизавета Ненашева от Научноизследователския институт в Гириконд създадоха подобрена безжична система за предаване на енергия, базирана на резонансна комуникация. Ефективността на този метод, според числените симулации, е 80 процента на разстояние 20 сантиметра и намалява леко с увеличаване на разстоянието.
Нека обясним общия принцип на работа на такава система. Първата медна намотка предава енергия на втората намотка, която работи с нея със същата резонансна честота, точно както оперният певец може да предава достатъчно енергия с гласа си, за да счупи чаша (резонансната честота на гласа съвпада с честотата, която разрушава съда).
Обикновено магнитните полета се използват за предаване на енергия, тъй като те слабо взаимодействат с повечето околни предмети, включително и с човешкото тяло.
Руските изследователи леко промениха първоначално разработената система. Така че, вместо обикновени магнитни бобини, се използват специални диелектрични резонатори под формата на керамични сфери с висока диелектрична константа. Такива керамични сфери могат да намалят загубите на енергия при предаване и по този начин да повишат ефективността.
Промоционално видео:
Освен това материалът, от който са направени сферите, има висок коефициент на пречупване, което означава, че електромагнитните вълни в сферите значително се забавят. Тази функция помага за засилване на магнитен резонанс и в резултат на това допълнително повишава ефективността на преноса на енергия.
Друга иновация за намаляване на загубите и повишаване на ефективността: преход към резонансна честота от по-висок ред. „Предлагаме да се използва методът на магнитния квадрупол, а не методът на магнитния дипол“, каза Капитонова в интервю за phys.org. Те се различават по формата и силата на генерираното магнитно поле.
Отбелязва се, че в този случай предавателят и приемникът не е необходимо да бъдат точно подравнени един с друг за по-добър трансфер на енергия.
Добавяме, че други обекти, които ще бъдат в „залата за презареждане“, имат напълно различни резонансни честоти, поради което те няма да могат да приемат предаваната енергия. Съответно такова универсално зареждане ще бъде безопасно за околните обекти.
В бъдеще за практическа употреба руските учени планират да намалят размера на резонаторите. „В момента работим върху създаването и експериментирането с извадка от следващата версия на WPT системата. Разработили сме нови керамични резонатори с по-висока диелектрична константа. Вярваме, че този прототип ще бъде много близък до практическа употреба “, добавя Капитонова.
Статия в научното списание Applied Physics Letters разказва подробно за изследването.
Обърнете внимание, че учените отдавна се опитват да подобрят процеса на зареждане на мобилен телефон, без който нито един съвременен човек не може. Така че китайските разработчици са създали устройство, което зарежда смартфон със светлина.