Krievu zinātnieki ir izstrādājuši ļoti efektīvu bezvadu enerģijas pārvades sistēmu. To var izmantot, lai izveidotu telpas, kur mobilie tālruņi un planšetdatori tiks automātiski iekasēti, "no gaisa".
20. gadsimta sākumā Nikola Tesla vispirms pārbaudīja bezvadu elektrības pārraides iespējas, taču vēl nesen šī tehnoloģija praktiski netika izmantota vai uzlabota.
2007. gadā Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta (MIT) zinātnieku grupa vēlreiz pārbaudīja WPT tehnoloģiju: viņi no divu metru attāluma ieslēdza 60 vatu spuldzi. Jaudas pārvades efektivitāte bija 45 procenti.
Vēlāk šo tehniku vairākkārt mēģināja pārdomāt un uzlabot, jo īpaši, lai palielinātu enerģijas padeves efektivitāti "caur gaisu".
Balstoties uz tiem pašiem principiem, krievu pētnieku grupa, kuru vada Polina Kapitanova no Sanktpēterburgas Nacionālās pētniecības tehnoloģijas informācijas tehnoloģijas, mehānikas un optikas, un Elizaveta Nenasheva no Girikond pētniecības institūta, ir izveidojuši uzlabotu bezvadu enerģijas pārvades sistēmu, kuras pamatā ir rezonējoša komunikācija. Šīs metodes efektivitāte saskaņā ar skaitliskajām simulācijām ir 20 procenti no 20 centimetru attāluma un, samazinoties attālumam, nedaudz samazinās.
Paskaidrosim šādas sistēmas vispārējo darbības principu. Pirmais vara spole nodod enerģiju otrajai spolei, kas ar to darbojas tajā pašā rezonanses frekvencē, tāpat kā operdziedātājs ar balsi var pārraidīt pietiekami daudz enerģijas, lai salauztu stiklu (balss rezonanses frekvence sakrīt ar frekvenci, kas iznīcina kuģi).
Parasti magnētiskos laukus enerģijas pārnešanai izmanto, jo tie vāji mijiedarbojas ar lielāko daļu apkārtējo objektu, ieskaitot cilvēka ķermeni.
Krievijas pētnieki ir nedaudz mainījuši sākotnēji izstrādāto sistēmu. Tātad parasto magnētisko spoļu vietā keramikas sfēru veidā ar īpašu dielektrisko konstanti tiek izmantoti speciāli dielektriski rezonatori. Šādas keramikas sfēras var samazināt enerģijas zudumus caurlaidē un tādējādi palielināt efektivitāti.
Reklāmas video:
Turklāt materiālam, no kura tiek izgatavotas sfēras, ir augsts refrakcijas indekss, kas nozīmē, ka sfērās esošie elektromagnētiskie viļņi tiek ievērojami palēnināti. Šī funkcija palīdz uzlabot magnētisko rezonansi un rezultātā vēl vairāk palielināt enerģijas pārneses efektivitāti.
Vēl viens jauninājums, lai samazinātu zaudējumus un palielinātu efektivitāti: pāreja uz augstākas pakāpes rezonanses frekvenci. “Mēs iesakām izmantot magnētiskā kvadrupola metodi, nevis magnētiskā dipola metodi,” intervijā fiz.org sacīja Kapitonova. Tie atšķiras pēc ģenerētā magnētiskā lauka formas un stipruma.
Tiek atzīmēts, ka šajā gadījumā raidītājs un uztvērējs nav precīzi jāsaskaņo viens ar otru, lai labāku enerģijas pārnesi.
Mēs piebilstam, ka citiem objektiem, kas atradīsies "uzlādēšanas telpā", ir pilnīgi atšķirīgas rezonanses frekvences, kuru dēļ viņi nevarēs uztvert pārraidīto enerģiju. Attiecīgi šāda universāla uzlāde būs droša apkārtējiem objektiem.
Nākotnē praktiskai izmantošanai krievu zinātnieki plāno samazināt rezonatoru izmērus. “Pašlaik mēs strādājam pie WPT sistēmas nākamās versijas parauga izveidošanas un eksperimentāla izpētes. Mēs esam izstrādājuši jaunus keramikas rezonatorus ar augstāku dielektrisko konstanti. Mēs ticam, ka šis prototips būs ļoti tuvu praktiskai izmantošanai,”piebilst Kapitonova.
Raksts zinātniskajā žurnālā Applied Physics Letters detalizēti stāsta par pētījumu.
Ņemiet vērā, ka zinātnieki jau sen cenšas uzlabot mobilā tālruņa uzlādes procesu, bez kura nevar iztikt neviens mūsdienu cilvēks. Tātad ķīniešu izstrādātāji ir izveidojuši ierīci, kas viedtālruni uzlādē ar gaismu.