Знаменитое культовое изображение великого изобретателя Николы Теслы небрежно показывает, как он сидит в кресле, скрестив ноги, делает записи, не обращая внимания на изобилие искусственных молний, пронзающих воздух в нескольких метрах от него. Бесплатная беспроводная передача энергии. Сегодня мы говорим об этом.
За десятилетия до Эмрода Тесла и электричество были как пожилая супружеская пара. Его эксперименты в Колорадо с башней Уорденклифф вдохновили его на одно из самых смелых предложений: обеспечьте мир беспроводной передачей энергии. Антенна Теслы попала в заголовки газет с ее планами создания «всемирной беспроводной энергосистемы» и получила финансирование от JP Morgan для строительства первой из нескольких огромных передающих башен и беспроводной передачи электроэнергии.
И больше ничего
Пока JP Morgan не осознал, что Tesla хочет сделать эту беспроводную энергию доступной совершенно бесплатно. Башня Теслы была не только для беспроводной передачи энергии. Он стремился получить бесплатную энергию для планеты.
В этот момент мечта Теслы о беспроводной энергии была задушена в колыбели. JP Morgan отменил дальнейшее финансирование. Башня Ворденклиф была снесена. Когда Тесла умер, тайна и сомнения в успехе беспроводной передачи энергии сделали все остальное. Прощай электричество земли.
Тем временем другой изобретатель, Гульельмо Маркони, преследовал параллельную мечту и, возможно, предвосхитил ее сам Тесла. Мечта, добившаяся гораздо большего успеха: беспроводная передача информации по радиоволнам. Современный мир, конечно же, наводнен информацией о беспроводной связи, и слово «беспроводная связь» стоит на повестке дня.
Сегодня, если новозеландский стартап Эмрод будут делать хорошие дела, мечты Теслы и Маркони могут слиться.
Компания строит систему для беспроводной передачи энергии на большие расстояния. Ранее в этом месяце (Я говорил об этом здесь) Emrod получил финансирование от Powerco, второй по величине коммунальной компании Новой Зеландии, для проведения испытаний своей системы на коммерческой электростанции, подключенной к сети.
Компания надеется поставлять энергию в сообщества вне сети или передавать энергию из удаленных возобновляемых источников, таких как оффшорные ветряные электростанции. Беспроводная связь и зеленое электричество.
Как работает беспроводная энергия Emrod
Система состоит из четырех компонентов: источник питания, передающая антенна, несколько (или более) передающих реле и ректенна.
Во-первых, передающая антенна преобразует электричество в микроволновую энергию. Электромагнитная волна, подобная радиоволнам Маркони, только немного более энергичная, и фокусирует ее в цилиндрический луч.
СВЧ-луч проходит через серию реле, пока не попадает в ректенну, которая преобразует его обратно в электричество.
Что, если вы получите этот луч?
Для обеспечения безопасности Emrod использует энергию в промышленном, научном и медицинском (ISM) диапазоне и поддерживает низкую плотность мощности. «Важно не только то, сколько энергии вы отдаете, но и то, сколько энергии вы отдаете на квадратный метр», говорит основатель Emrod, Грег Кушнир. «Уровни плотности, которые мы используем, относительно низкие. На данный момент это примерно эквивалентно нахождению на солнце в полдень, около 1 кВт на квадратный метр».
Но если он работает по назначению, луч никогда не соприкоснется ни с чем, кроме воздуха..
Луч останавливается, если встречает препятствия
Система использует сеть лазеров, окружающих луч, для обнаружения препятствий, таких как птица или человек, и автоматически прекращает передачу до тех пор, пока препятствие не сдвинется.
Эта технология (беспроводная передача энергии с помощью микроволн) существует уже несколько десятилетий. Но чтобы сделать его коммерчески жизнеспособным, необходимо минимизировать потери энергии. Кушнир сказал, что метаматериалы, разработанные в последние годы, изменили ситуацию.
Преимущество метаматериалов
Компания использует метаматериалы для более эффективного преобразования микроволнового луча обратно в электричество. Реле, которые как «линзы» удлиняют луч за пределы прямой видимости, перефокусируя его, почти без потерь. По словам Кушнира, большая часть потерь происходит на той стороне, где электричество преобразуется в микроволновую энергию. В целом, говорит он, эффективность системы составляет около 70%, который является экономически устойчивым в некоторых областях, на которые компания нацелена сейчас.
Мы не предвидим ситуации в ближайшем будущем, когда можно было бы сказать, что все медные провода можно будет заменить беспроводными. Система будет иметь более низкие уровни эффективности. Речь идет не о замене всей инфраструктуры, а о ее увеличении там, где это имеет смысл.
Грег Кушнир
Тест в реальном мире
Прототип компании в настоящее время может передавать мощность в несколько ватт на расстояние около 130 футов (40 метров). Emrod в настоящее время работает над более крупной версией, способной передавать несколько киловатт. План состоит в том, чтобы доставить новую систему Powerco в октябре, протестировать ее в лаборатории в течение нескольких месяцев, а затем, если все пойдет по плану, протестировать ее в полевых условиях.
Тесты будут направлены на проверку того, сколько беспроводной мощности может передавать система и на какое расстояние.
Хотя нынешняя модель скромна, Кушнир уверен, что она будет улучшаться. «Мы можем использовать ту же самую технологию для передачи в 100 раз больше беспроводной энергии на гораздо большие расстояния», — сказал он. В пресс-релизе. «Системы, использующие технологию Emrod, могут передавать любой ток».
Рэй Симпкин, главный научный сотрудник Emrod, сказал, что компания также изучает возможность передачи энергии через 30 километров воды с материковой части Новой Зеландии на остров Стюарт. Он сказал, что система может стоить до 60 процентов подводного кабеля.
В конечном итоге эта технология может помочь доставить беспроводную энергию в сельские районы или передавать энергию от морских ветряных электростанций. В обоих случаях создание физической инфраструктуры для электроснабжения сети обходится дорого.
В других случаях, например в национальных парках, режим беспроводной передачи может оказывать меньшее воздействие на окружающую среду и требовать меньшего обслуживания. Или его можно использовать для обеспечения электроэнергией после стихийных бедствий, когда физическая инфраструктура была повреждена.
В конечном счете, Emrod's — это не «всемирная беспроводная система» Теслы, в том числе и потому, что это будет стоить денег.
