Беспроводная передача энергии на 5 метров



    Провода от многочисленных электронных устройств к розеткам захламляют многие квартиры. Приходится делать десяток розеток в каждой комнате, чтобы провода были не так заметны. Но если в массовое производство пойдёт изобретение группы физиков из южнокорейского университета KAIST, то достаточно будет одной розетки в каждой комнате. Все приборы будут получать питание от единого хаба, который передаёт энергию на расстояние до 5 метров.

    В настоящее время самой совершенной технологией передачи энергии считается магнитно-резонансная система (Coupled Magnetic Resonance System, CMRS), разработанная в Массачусетском технологическом институте в 2007 году. Она обеспечивает передачу тока на расстояние 2,1 метра. С того времени и до сих пор ничего нового в этой области не изобретали, а сама CMRS столкнулась с некоторыми ограничениями, которые не позволили пустить её в массовое производство: например, сложная конфигурация катушек, большие размеры, высокая частота передачи и слишком высокая чувствительность к внешним помехам, таким как присутствие человека.

    Учёные из Южной Кореи разработали новый передатчик электроэнергии — резонансную систему из дипольных катушек (Dipole Coil Resonant System, DCRS), работающую на расстоянии до 5 метров между приёмником и передатчиком. На первый взгляд, система лишена многих недостатков CMRS, здесь используются довольно компактные катушки 10х20х300 см, которые вполне можно незаметно вмонтировать в стены квартиры.


    Общая конфигурация DCRS

    Как показал эксперимент, на частоте 20 кГц максимальная выходная мощность составила 1403 Вт на расстоянии 3 метра, 471 Вт на 4 м и 209 Вт на 5 м. При работе с мощностью на 100 Вт кпд равняется 36,9% на 3 м, 18,7% на 4 м и 9,2% на 5 м. То есть технология вполне позволяет запитывать даже современные большие ЖК-телевизоры (40 Вт) на расстоянии 5 метров с помощью беспроводной передачи. Другое дело, что из электросети будет при этом «выкачиваться» 400 ватт, но зато никаких проводов.

    Даже при низком кпд технология всё равно полезна в некоторых исключительных ситуациях. Например, в марте этого года группа корейских физиков сумела передать 10 Вт на контрольное оборудование, аналогичное установленному на атомной станции в Фукусиме, на расстоянии 7 метров.
    Метки:
    Поделиться публикацией
    Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

    Подробнее
    Реклама
    Комментарии 70
    • +23
      Самый важный вопрос не был раскрыт вообще — не опасно ли это для здоровья?
      • +31
        Человек рассматривается исключительно как внешняя помеха.
        • +15
          В таком случае, угроза здоровью (и как следствие – устранение «внешней помехи») — это плюс, получается.
          • +1
            Как апокалиптично…
            Следующий этап будет страшнее — использование человека в качестве ресурса )
            • +5
              Эх «матрица» своими людьми-батарейками создала вредный стереотип. Земля купается в потоке энергии от Солнца, а роботы используют мизерную КПД живых мозгов, причем тратит колоссальные ресурсы поддерживая в них сознание. Куда проще культуру клеток электрических рыб высеять, поливать физраствором и с проводов ЭДС снимать…
              • +1
                В матрице с Солнцем проблемы были. Вернее, с доступом лучей на поверхность Земли.
                • 0
                  Ну тогда человеков будут использовать как биотранспорт, хотя бы.
                  • 0
                    Посмотрите аниматрицу, там подробно рассказывается почему именно люди-батарейки. Солнечная энергетика была вначале.
                  • 0
                    Так уже есть же — на днях была статья про носимые термоэлементы…
            • +1
              Интересно, что происходит с остальными 90% энергии?
              • +32
                Греют неудачника, который расположился между катушками.
              • +1
                Тоже самое, что и с энергией при использовании «обычной» радиосвязи — рассеивается в пространстве. Строго говоря это точно такая же радиосвязь на низких частотах… поток энергии можно даже сделать более направленным*, но вот габаритные размеры конструкций для этого на таких частотах получатся мало целесообразными.

                * что бы светил в одну сторону, а не в две.

                В целом технология имеет довольно узкое применение и полезна, скорее, в исключительных ситуациях, вроде ЧС, и т.д., а постоянно использовать её не эффективно из крайне низкого КПД передачи.

                p.s: если кто видел ДВ или СВ компактные приёмники, то в них используются подобные «магнитные» антенны, т.е. на стержень из ферромагнитного материала намотана катушка являющаяся частью колебательного контура, с резонансом на необходимой частоте.
                • 0
                  А нельзя ли сделать так, чтобы направление передачи было направленным, а не во все стороны? То есть чтобы можно было настраивать на разные точки пространства-комнаты. И еще вопрос — если такое возможно, то не снизятся ли потери? В идеале передавать энергию узконаправленным пучком. Если такая схема работает и если дальше придумывать, то можно сделать и компьютерное наведение излучателей на приемник. Все равно же приемник есть, значит он может отмаркировываться как цель (способов много)…
                  • +7
                    Можно. Можно поставить рефлектор (пример — спутниковая тарелка). Только её надо сделать в несколько раз больше длины волны. Длина волны — 1.5км.
                    • +1
                      Можно лазером светить на солнечную батарею…
                      Куда уж направленней )))
                      • +2
                        Эффективнее мазером на антенную решетку или в рупорную антенну с резонатором. У солнечных батарей КПД так себе.
                    • 0
                      Может быть, точнее сказать поглощается средой?
                  • +6
                    Я не согласен жить в микроволновке.
                    • –1
                      Мобильный телефон / радио телефон / wi-fi уже отключили?
                      • +5
                        Причем тут мобильный телефон или wi-fi? Вы разницу в размерах излучателей вообще не уловили? У телефона антенна вмонтирована в корпус, а у wi-fi одна-две-три 5-см антенны, а тут комнату предлагают превратить в гигантскую микроволновку: в две стены вмонтировать катушки 0.1х0.2х3 метра. 3 МЕТРА. Катушки длиной во всю стену.
                        • 0
                          Троллейбус из буханки 2.0!
                        • +4
                          У мобильного телефона / радиотелефона / wi-fi рассеиваемая мощность на многие порядки меньше (доли и единицы милливатт против сотен ватт). Тут тогда уж уместнее вспомнить собственно микроволновку: у неё мощность, рассеиваемая наружу заметно больше, чем у вышеперечисленных, хотя всё же тоже заметно меньше, чем у беспроводного источника энергии.
                          • +1
                            Читайте внимательней!
                            Частота передатчика 20кГц, а это значит длина волны 15000 м
                            У микроволновки частота 2,45 ГГц и длина волны 12 см
                            • +1
                              Еще не забываем, что частоты ~2.45ГГц неплохо поглощаются водой (на чем, собственно, и основан эффект).
                        • –5
                          Это ни грамма не микроволновка. Кроме того, я не вижу точных подробностей, но как мне кажется, это даже не излучатель ЭМ-волн, передача энергии идёт только через магнитное поле. Даже если и не так, то частоты совершенно другие, 12 кГц против единиц-десятков ГГц.
                          • +3
                            Вы хотя бы википедию, что ли, почитали перед тем, как подобные заявления делать. Рекомендую начать со статьи «Магнитное поле», а именно — с выяснения того, что бывает, когда поток вектора магнитной индукции через некий контур меняется во времени.
                          • 0
                            Поздно метаться, столетие жизни под воздействием вредоносных 220в/50гц из стены уже должно было подготовить нас к этому.
                          • 0
                            Увы, решение вряд ли пригодно для использования в многоквартирных домах из-за риска подключения паразитов. А вот в частном доме могло бы пригодиться, но если вспомнить, какие мощности обычно выделяются на дом, и приглядеться повнимательнее к энергоэффективности устройства, поневоле приходишь к выводу, что на сегодняшний день всё это пригодно для чрезвычайных ситуаций, но никак не для повседневного бытового применения.
                            • 0
                              Насколько я понимаю, катушка работает по принципу бродкаста: раздает в пространство энергию, а кого и сколько питать — ей не важно. Все равно из сети она энергию постоянно выкачивает, а не по требованию приемника.

                              Кстати, на приемнике, жк-телевизоре из приведенного примера, тоже должна быть установлена трехметровая катушка, верно?
                              • +1
                                Сразу представился пилон из старкрафта, стоит посредине квартала и раздает сотням потребилетей энергию за абонентскую плату. Доказали бы они полную безвредность магнитного поля такой интенсивности для человека, я бы таким воспользовался.
                                • 0
                                  Да нифига не полезно. Сколько зафисксированных случаев у людей повышенной чувствительности к ЭМ излучению, как они страдают в непосредственной блзости от высоковольтных линий.
                                  • +3
                                    А можно какие либо ссылки? Просто все утверждения про чувствительность к ЭМ излучению попахивают какой-то метафизикой и обманом. В кратце моё отношение к данному утверждению можно описать этой цитатой.
                                    PS: Я не утверждаю что ЭМ излучение безвредно, но и сообщения о вредности кажутся сильно преувеличенными.
                                    • 0
                                      Ну я встречал одного швейцарского палеонтолога, который, как он утверждал, не может пользоваться мобильниками, т.к. у него сразу начинаются головные боли, когда он трубку к голове подносит. При этом он достаточно современный человек, работает на электронном микроскопе в музейной лаборатории.
                                • 0
                                  Если посчитают, что выгодно — мгновенно докажут безвредность (а то еще и пользу). Не дай Бог.
                                • 0
                                  Если проводить аналогию, то две катушки в обещем электромагнитном поле это по сути трансформатор. И в трансформаторе, изменение нагрузки подключенной к вторичной обмотке, влияет на ток в первичной.
                                  • 0
                                    Обычно на трансформаторных будках пишут «Не влезай — убьёт», а тут в ней жить предлагают.
                              • +5
                                здесь используются довольно компактные катушки 10х20х300 см, которые вполне можно незаметно вмонтировать в стены квартиры

                                Вот это я понимаю компактность.
                                Уже вижу, как я насквозь вырезаю трехметровый кусок стены высотой 20 см, чтобы незаметно поставить эту компактную катушку.
                                • 0
                                  Компактные 3 метра это потому что полноразмерная катушка будет иметь размер исчисляемый десятком километров. Так что 3 метра это вполне компактно. Стену зачем уродовать? Такой себе плинтус-переросток…
                                • +9
                                  Любители соседского халявного вай-фая в радостном предвкушении :)
                                  • +11
                                    Какая отличная штука банальный кусок провода!
                                    Высокая передаваемая мощность, минимальные потери и минимальное излучение в пространство.
                                    • 0
                                      Тссс… вы раскрыли открытие которое будет совершено через 100 лет!
                                    • +19
                                      Как там товарищи с передатчиком Тесла поживают интересно. Промотали уже свой лимон?)
                                      • +6
                                        Уже сделали «пульт управления всей башней» :)
                                        Кому интересно сайт находится здесь
                                        • 0
                                          На хостинг не хватило.
                                          • 0
                                            Неправильный пульт. Нет большой красной кнопки :)
                                            • 0
                                              Там большая красная кнопка не поможет, если что-то пойдет не так её банально не успеют нажать…
                                        • 0
                                          Ну что вы заладили микроволновка, экология. Надо мыслить же позитивно: тараканы разбегутся, мухи разлетятся, еда сама готовиться будет. Одни плюсы!
                                          • +3
                                            Приготовится житель, а тараканы, которым никакие волны не почём, радостно его доедят.
                                          • +2
                                            А если это все в квартире базируется, можно же сделать несколько катушек по периметру комнаты, может быть даже на едином сердечнике. Но все равно, идея для домашнего применения — гон. КПД ужасен, никто не согласится. Сегодня в тренде — экономия энергии.
                                            • 0
                                              Вот если сделать не несколько катушек, а одну — по периметру (то есть всё, что в комнате будет находиться внутри неё, эдакая катушка размером с комнату), то по идее КПД существенно повысится.
                                              побежал патентовать :)
                                              • 0
                                                Я такое делал в школе, все плинтуса дома перепортил.
                                                Правда не для питания, а для управления танчиком. Схема была то ли в Радио, то ли и вовсе в Юном технике. Так вот. КПД у такой большой катушки тысячные доли процента. Провода грелись, а контур в танчике с усилителем это дело еле-еле ловил. Потом использовал для беспроводных наушников — тоже было не айс совсем.

                                                Это я все к тому, что скорее всего патентов таких уже море ;)
                                                • 0
                                                  Так и есть. Хотя шутки шутками, но если не ограничиваться размерами, возможно есть варианты…
                                                  • 0
                                                    катушки наверняка не были настроены в резонанс, и присутствует железо в железобетонных конструкциях здания — твоя катушка работала в основном на нагрев железа в бетоне, отсюда отсутствие резонанса как такового и низкий КПД.
                                                    • 0
                                                      Ясное дело не в резонанс. Невозможно это было, т.к. звук же в конце концов передавался. Беспроводные наушники без вч.
                                                      Схемка то была для детей, и мне было лет 14 по-моему. Это 1986 год.

                                                      Речь была не об эффективности, а о том, что такое решение наверняка давно известно и запатентовано.
                                                      • 0
                                                        Смысла нет патентовать очевидную вещь которую ко всему легко изобрести заново. Трансформатор же никто не запатентовал…
                                                • 0
                                                  Да вы что? Для зарядки планшетов и телефонов самое то, а для питания домашнего радиотелефона… их потребность в энергии смехотворна даже с КПД в 10% — холодильник за день и то больше потребляет.
                                                • +3
                                                  > «выкачиваться» 400 ватт в час
                                                  Ещё один…
                                                  • 0
                                                    А чего нет? Давайте еще сотовый от БС заряжать.
                                                    • 0
                                                      Круто было бы… детекторный сотовый…
                                                    • +1
                                                      20 кГц? 1.5кВт?

                                                      А никто не задумывается о дальней полярной навигации (эпохи до-GPS) работающей в этом же диапазоне, и остающейся, насколько я знаю, запасным вариантом.

                                                      Волны этого диапазона замечательно огибают землю и распространяются везде.

                                                      Правда в плюс технологии в том, что антенна используется слишком маленькая, для такой длинны волны.
                                                      • 0
                                                        Одобряю. Можно шикарно тырить электричество у соседей :)
                                                        • 0
                                                          Разработки в данном направлении, будут очень полезны для домашних роботов.
                                                          Взять тот же робот пылесос, на данный момент роботам пылесосам не хватает аккумуляторов, для того что бы обеспечить высокую степень всасывания пыли.
                                                          • 0
                                                            Ха-ха. Нормальный пылесос кушает 1-2 кВт, при КПД под 10% счётчик будет бодро крутиться и вся система потребует водяного охлаждения. Ну и конечно могзи подкипать начнут на первых секундах.
                                                            • 0
                                                              Это не значит что пылесос лишится аккумуляторов напрочь. Нет, теперь просто ему каждые 5 минут можно будет подзаряжаться подъезжая к стене с максимальным КПД.
                                                          • +4
                                                            Люди думают, как сохранить энергию, а тут — на-те, вот вам с КПД 36% питание для стационарного прибора. Вот уменьшение количества блоков питания как отдельных коробок — нужная задача. Чтобы ноут можно было подключать кабелем а-ля USB принтерным. То есть стандарт низковольтного (ну типа до 36В) питания из розеток, столешниц, и т.п.
                                                            • +1
                                                              Блин, ну какие «ватт в час»?! Могли бы уже и поправить.

                                                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.