Kategorijos: Įdomūs faktai, Įdomios elektrinės naujienos
Peržiūrų skaičius: 45750
Straipsnio komentarai: 12
Belaidis energijos perdavimas: sudėtinga tapimo istorija
Iš daugybės šiandien įgyvendintų fantastiškų techninių idėjų sąrašo liko tik svajonė apie bevielį elektros energijos perdavimą. Išsamūs mokslinės fantastikos romanų energetinių spindulių aprašymai erzina inžinierius jų akivaizdžiu poreikiu ir kartu praktiniu jų neįmanomu įgyvendinimu. Tačiau padėtis pamažu keičiasi į gerąją pusę.
Nuo pat elektros atradimo pradžios kilo problemų dėl jos perdavimo galutiniam vartotojui. Dėl pramoninės gamybos plėtros smarkiai išaugo elektros energijos poreikis. Elektros perdavimo linijų laidai ir poliai tapo neatsiejamu kraštovaizdžio elementu. Tačiau tik specialistai žino, kiek pinigų ir pastangų išleidžiama šių linijų darbinei būklei palaikyti, ir kiek energijos jose prarandama.
Iškastiniai ištekliai pamažu eikvojasi, o energijos tiekimo problemos stipriai stumia energiją. Šiuolaikinė žmonių visuomenė įžengė į kosmoso tyrinėjimo erą, todėl mūsų požiūris nukreiptas į akivaizdų neišsenkančios energijos šaltinį - Saulę. Milijardus metų šis termobranduolinis reaktorius skleidžia fantastišką energijos kiekį, kurio nedidelės dalies pakaktų žmonijai ilgus metus. Tačiau viena „maža“ problema: kaip perduoti gautą energiją vartotojui Žemėje?
Nuo šio momento prasideda rimta diskusija apie galimybes padaryti žmoniją laimingą neribotais ištekliais. Kol kas šiuolaikinių kosminių technologijų įrankių sąraše yra du problemos sprendimo būdai. Vienas yra susijęs su lazerio spindulių energijos perdavimas į žemės priėmimo terminalus. Antra - su mikrobangų energijos perdavimas.
Lazerio energijos perdavimas susiduria su keliais esminiais sunkumais. Pirmasis yra susijęs su pirminio saulės spinduliuotės pavertimo koherentine lazerio spinduliuote efektyvumu. O antrasis priklauso nuo energijos perdavimo iš kosmoso į Žemę efektyvumo. Dėl pirmosios problemos padaryta pažanga: Japonijos mokslininkai pranešė apie saulės energijos pavertimą lazerio spinduliuote, kurios efektyvumas siekia 42%. Tačiau energijos perdavimas į paviršių apima daugybę užduočių, kurias sunku išspręsti.
Lazerio spindulio, kurio skersmuo Žemės paviršiuje gali būti šimtai metrų, slopinimas. Jo intensyvumas priklauso nuo oro sąlygų, nukreipimo į priėmimo terminalą tikslumo ir net nuo parametrų masės. Skraidantys lėktuvai ar paukščių pulkai, sugauti elektros spinduliu, iškraipys arba susilpnins jų galią. Jei toks įvykis liks nepastebėtas lėktuvui, tada paukščiai smarkiai nukentės: radiacijos intensyvumas šalia Žemės paviršiaus bus dešimtis kartų galingesnis nei vidurdienio Saulė.
Antrasis energijos perdavimo būdas yra mikrobangų bangos, kurių dažnis yra nuo 2,4 iki 5,8 GHz. Čia yra atmosferos „langas“, kuriame energijos slopinimas yra minimalus. Tačiau energiją gaunanti dalis yra labai sudėtinga ir reikalauja šiuolaikiškų antenos komponentų kūrimo. Anot mokslininkų, norint perduoti 5 MW galią iš 36 000 km aukščio (geostacionarinė orbita), reikės 1 km ilgio perdavimo antenos ir 10 km skersmens priimančiosios antenos. Tokios galimybės artimiausioje ateityje žmonijai negali sau leisti.
Šioje situacijoje progresas prasidėjo iš kitos pusės. Tobulinant šiuolaikinius ryšių ir mobiliuosius kompiuterinius įrenginius, reikėjo dažnai įkrauti jų baterijas. Iš esmės tai nekelia konkrečios problemos, ypač kai turite vieną ar du tokius įrenginius. Bet jei šeimoje ar biure jų yra dešimtys, tai nuolatinė su gaminiais suderinamų įkrovimo įrenginių paieška blaško ir erzina.
Pasak gandų, būtent ši aplinkybė paskatino Masačusetso universiteto darbuotoją Mariną Solyachich Idėja, kaip perduoti energiją be laidų. Po to, kai vidury nakties kelis kartus jį pažadino išsikrovusio mobiliojo telefono signalas, jis nusprendė rimtai išspręsti problemą. belaidžiu būdu įkraukite savo mobiliuosius įrenginius.
Dėl to jis pasirodė visiškai nauja technologija energijai perduoti iš tinklo į mobiliuosius įrenginius. Metodas susideda iš rezonansinio sujungimo, naudojant imtuvo ir siųstuvo magnetinį lauką. Už nesuprantamo pavadinimo ir ne mažiau akivaizdaus mechanizmo (metodas yra patentuotas ir laikomas paslaptyje) yra paslėptas energijos perdavimo be laidininkų metodas, kurio efektyvumas didesnis nei 40%. Technologija vadinama „WiTricity“.
Energijos perdavimo be laidų technologijos „WiTricity“ veikimo principas
Belaidis įkroviklis, skirtas „WiTricity“ mobiliajam telefonui
Anot išradimo autorių, tai nėra „grynas“ sujungtų grandinių rezonansas ir nėra „Tesla“ transformatorius, su indukcine jungtimi. Energijos perdavimo spindulys šiandien yra šiek tiek daugiau nei du metrai, ateityje - iki 5–7 metrų.
Panašias technologijas karštligiškai kuria kitos firmos: „Intel“ pademonstravo savo technologiją WREL su energijos perdavimo efektyvumu iki 75%. 2009 m. „Sony“ pademonstravo televizoriaus veikimą be tinklo ryšio.
Technologijų demonstravimas „WiTricity“:
„Intel WREL“ belaidžių technologijų demonstravimas:
Nerimą kelia tik viena aplinkybė: nepaisant perdavimo būdo ir techninių gudrybių, energijos tankis ir lauko stipris patalpose turėtų būti pakankamai aukštas, kad būtų galima maitinti prietaisus, kurių galia siekia kelias dešimtis vatų.
Anot pačių kūrėjų, informacijos apie tokių sistemų biologinį poveikį žmonėms kol kas nėra. Atsižvelgiant į pastaruoju metu atsirandantį požiūrį ir kitokį požiūrį į energijos perdavimo įtaisų diegimą, tokių tyrimų dar nėra, o rezultatai greitai nepasirodys. O neigiamą jų poveikį galime vertinti tik netiesiogiai. Kažkas vėl išnyks iš mūsų namų, pavyzdžiui, tarakonai.
Nebandydami įsigilinti į energijos perdavimo technologijų sudėtingumą, galime pasakyti, kad netolimoje ateityje atstumas iki 10 metrų gali tapti bevieliais energijos perdavimo įrenginiais. Galite žiūrėti televizorių, naudotis kompiuteriu ir krauti mobiliuosius įrenginius, nesijaudindami, ar nėra laidų ir lizdų.
Bet mes pradėjome nuo ne dešimčių ir šimtų vatų perdavimo, bet su rimtesnių galių perdavimo problemomis. Deja, šiandien Geriausias pasiekimas šia kryptimi yra bandomasis 30 kilovatų galios perdavimas per 2 kilometrų atstumą. Šis įvykis įvyko dar 1975 m. Ir nuo to laiko rimtos pažangos nebuvo padaryta. Todėl ateinančiais dešimtmečiais nereikėtų tikėtis proveržio belaidžio energijos perdavimo srityje. Mokslinė fantastika gali miegoti iki šiol.
Taip pat žiūrėkite tinklalapyje bgv.electricianexp.com
: