Беспроводная передача энергии на расстояние 18 апреля 2014, 15:56 18 апреля 2014, 16:56 18 апреля 2014, 17:56 18 апреля 2014, 18:56 18 апреля 2014, 19:56 18 апреля 2014, 20:56 18 апреля 2014, 21:56 18 апреля 2014, 22:56 18 апреля 2014, 23:56 19 апреля 2014, 00:56 19 апреля 2014, 01:56

Физики передали энергию на пять метров без использования проводов

Учёные из Южной Кореи создали прототип устройства, способного без проводов обеспечить энергией электронные устройства, находящиеся на расстоянии пяти метров.

Ещё десять лет назад провода опутывали квартиры и офисы, как лианы в джунглях. К счастью, в последнее время ситуация меняется и беспроводные технологии всё больше облегчают людям жизнь.

Телефонная связь, Интернет, наушники, микрофоны, клавиатуры − вся эта аппаратура давно не требует отдельного кабеля. Последней вехой на пути к светлому будущему без проводов является передача электроэнергии на расстоянии. И хотя уже появились необычные способы подзарядки мобильных устройств с помощью магнитной индукции, серьёзного прорыва в этом направлении пока не произошло. Меж тем для зарядного устройства до сих пор трудно найти свободную розетку.

Профессор ядерной физики и квантовой инженерии Чунь Рим (Chun Rim) из Корейского научно-технического института (KAIST) и его коллеги пытаются изменить ситуацию к лучшему. Они разработали "Резонансную систему с дипольной катушкой" (DCRS), способную передавать энергию без проводов на расстояние до пяти метров.

Направление линий магнитного поля между катушками (иллюстрация KAIST).

Впервые похожее устройство под названием "Спаренная магнитно-резонансная система" (CMRS) было разработано в Массачусетском технологическом институте (MIT) в 2007 году. Тогда удалось передать энергию на два метра.

Однако такие недостатки технологии как сложная структура катушки, громоздкие размеры резонатора, высокая частота работы на уровне десяти мегагерц и чувствительность к окружающей температуре и влажности затруднили её коммерческую реализацию.

Подход, предложенный корейскими учёными, решает большинство этих проблем. Они задействовали две дипольные магнитные катушки, одна из которых индуцирует магнитное поле, а вторая находится на расстоянии и принимает энергию. При этом вместо толстых воздушных катушек используются компактные стержни с ферритовыми сердечниками и обмоткой в центре. Переменный ток высокой частоты на первичной обмотке создаёт магнитное поле, которое индуцирует напряжение на второй катушке.

Система демонстрирует низкий показатель добротности, высокую устойчивость к изменению условий окружающей среды и работает с низкой частотой в 100 килогерц. Устройство гораздо меньше американского, хотя и имеет длину 3 метра при ширине 10 сантиметров и высоте 20 сантиметров.

Прототип новой системы беспроводной передачи энергии питает телевизор на расстоянии в пять метров (фото KAIST).

Команда провела несколько экспериментов и получила хорошие результаты. Так, при работе с частотой 20 килогерц максимальная выходная мощность составила 1403 ватта на расстоянии трёх метров, 471 ватт − на четырёх метрах и 209 ватт − на пяти метрах. Общая эффективность системы при передаче 100 ваттов мощности на три, четыре и пять метров составила соответственно 36,9, 18,7 и 9,2%. В ходе демонстрации устройство с расстояния пяти метров обеспечило работу телевизора и трёх 40-ваттных вентиляторов.

"Конечно, технология дистанционной передачи энергии находится на ранней стадии коммерциализации и осуществление таких проектов сегодня довольно дорогостояще, но мы считаем, что это правильное направление для развития, — говорит Рим в пресс-релизе. — Сегодня мы повсеместно видим зоны беспроводного доступа в Интернет, а когда-нибудь в ресторанах и на улицах появятся зоны беспроводной подзарядки, способные обеспечить энергией любые электронные устройства".