Пользователь
57,4
рейтинг
18 апреля 2014 в 00:16

Администрирование → 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.
Анатолий Ализар @alizar
карма
751,5
рейтинг 57,4
Пользователь
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Спецпроект

Самое читаемое Администрирование

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.
      • +3
        Заодно и отопление.
    • +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.
              • +1
                Так мало ли, какие у людей фобии…
                • +1
                  Да, психосоматика — страшная сила.
        • 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 зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.