Знаменитый культовый образ великого изобретателя Николы Теслы показывает, как он небрежно сидит в кресле, скрестив ноги, и делает записи, не подозревая об множестве искусственных молний, пронзающих воздух всего в нескольких метрах от него. Бесплатная беспроводная передача энергии. Сегодня мы говорим об этом.
За десятилетия до Эмрода Тесла и электричество были как старая семейная пара. Его эксперименты в Колорадо с башней Уорденклиф вдохновили его на одно из самых смелых предложений: обеспечьте мир беспроводной передачей энергии. Антенна Теслы попала в заголовки газет благодаря своим планам создания «всемирной беспроводной энергетической системы» и получила финансирование от JP Morgan для строительства первой из нескольких массивных передающих вышек 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 энергетике задохнулась в колыбели. JP Morgan прекратил дальнейшее финансирование. Башня Уорденклиф была снесена. После смерти Теслы тайна и сомнения в успехе беспроводной передачи энергии сделали все остальное. Прощай, электричество из земли.
Тем временем другой изобретатель, Гульельмо Маркони, преследовал мечту, параллельную и, возможно, предвосхищаемую самим Теслой. Мечта, которая достигла гораздо большего успеха: беспроводная передача информации по радиоволнам. Сегодняшний мир, конечно, наводнен беспроводной информацией, и слово «беспроводная связь» является обычным явлением.
Сегодня, если новозеландский стартап Эмрод будут делать хорошие дела, мечты Теслы и Маркони могут слиться.
Компания создает 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 электроэнергию населенным пунктам, удаленным от сети, или передавать электроэнергию из удаленных возобновляемых источников, таких как морские ветряные электростанции. Беспроводное и экологически чистое 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 превращает электричество в микроволновую энергию. Электромагнитная волна, подобная радиоволнам Маркони, только немного более энергичная, 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. «Дело не только в том, сколько энергии вы обеспечиваете, но и в том, сколько энергии вы обеспечиваете на квадратный метр», говорит основатель Emrod, Грег Кушнир. «Уровни плотности, которые мы используем, относительно низкие. На данный момент это примерно то же самое, что стоять на улице в полдень под солнцем, около 1 кВт на квадратный метр».
Но если он работает по назначению, луч никогда не вступит в контакт 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 переместится.
Эта технология (беспроводная передача энергии посредством микроволн) существует уже несколько десятилетий. Но чтобы сделать его коммерчески жизнеспособным, необходимо свести к минимуму потери энергии. Кушнир сказал, что разницу внесли метаматериалы, разработанные в последние годы.
Преимущество метаматериалов
Компания использует метаматериалы для более эффективного преобразования микроволнового луча обратно в электричество. Реле, похожие на «линзы», которые расширяют луч за пределы прямой видимости, перефокусируя его, практически не имеют потерь. По словам Кушнира, большая часть потерь происходит на той стороне, где электричество преобразуется в микроволновую энергию. В целом, по его словам, КПД системы составляет примерно 70%, что является экономически устойчивым в некоторых областях, к которым компания стремится сейчас.
Мы не предвидим в ближайшем будущем ситуации, когда можно было бы сказать, что все медные провода могут быть заменены беспроводными. Система будет иметь более низкий уровень эффективности. Речь идет не о замене всей инфраструктуры, а о ее расширении там, где это имеет смысл.
Грег Кушнир
Тест в реальном мире
Прототип компании в настоящее время может передавать энергию мощностью несколько ватт на расстояние около 130 футов (40 метров). В настоящее время компания Emrod работает над более крупной версией, способной передавать мощность в несколько киловатт. Планируется 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 электроэнергии через 30 километров воды от материковой части Новой Зеландии до острова 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, система Эмрода не является «глобальной беспроводной системой Теслы», в том числе и потому, что она будет иметь свою стоимость.
