Новый способ беспроводной передачи энергии

Большинство беспроводных электрических систем могут работать только на ограниченном маленьком расстоянии. Но с новой разработкой, основанной на использовании диэлектрических резонаторов, процесс может стать более эффективным. Открытие сделано российскими учеными.

Сейчас беспроводные электрические системы используются в основном для подзарядки телефонов и других гаджетов. Это нишевая технология, которая на самом деле может применяться более широко, если ее развить. Пока такие системы работают только на близком расстоянии: чтобы шла передача энергии, гаджет должен быть расположен достаточно близко к зарядному блоку, хотя определенную свободу движений, пусть и небольшую, это все-таки дает. Самые последние коммерческие разработки позволяют заряжать гаджеты на расстоянии максимум пять метров от передатчика.

Более того, беспроводная передача электроэнергии по-прежнему остается неэффективной. Ученые Массачусетского технологического института провели эксперимент по передаче энергии от зарядного устройства 60-ваттной лампочке. Эффективность составила всего лишь 45%.

Эксперимент был основан на использовании магнитного поля медных катушек. Этот принцип используется в уже существующей коммерческой технологии WiTricity, которую применяют для подзарядки мобильных телефонов. Резонансная катушка внутри базы распространяет магнитное поле на катушку, расположенную внутри телефона. Так как катушки настроены на одну и ту же резонансную частоту, возникает переменный ток, который и заряжает телефон. Но беспроводной эту технологию можно назвать лишь отчасти: чтобы система работала, нужен контакт телефона с базой, пусть и без провода. Кроме того, играет роль взаимная ориентация двух устройств, но даже при соблюдении всех условий эффективность остается довольно низкой.

Однако теперь найден новый способ беспроводной передачи энергии, причем открытие принадлежит группе исследователей, работающих в «НИИ Гириконд» в Санкт-Петербурге. Их система позволяет сделать передачу электроэнергии более эффективной. Исследование российских ученых было опубликовано в журнале Applied Physics Letters.

Российские специалисты также использовали резонансный метод, но изменили конструкцию устройства. Медные катушки были заменены на диэлектрические керамические резонаторы, в них магнитное поле действует с меньшими потерями. Кроме того, для передачи энергии использованы более высокие частоты резонаторов, что также позволило увеличить эффективность передачи.

Ученые провели эксперимент по передаче энергии от зарядного устройства светодиодной лампочке, расстояние между объектами составило 20 сантиметров. Разработка позволяет добиться эффективности в передаче энергии на уровне 80% с небольшим снижением по мере увеличения расстояния между объектами. При этом если объекты не направлены в сторону друг друга специально, эффективность передачи все равно составляет не меньше 70%.

«Этот эксперимент поможет создать новое поколение беспроводных зарядных устройств с высокой эффективностью, увеличенным расстоянием воздействия и устойчивой передачей при случайной взаимной ориентации передатчика и получающего энергию устройства», -– уверены разработчики.

Следующим шагом будет работа над размерами устройства, чтобы со временем можно было добиться его коммерческого использования.

Оригинал статьи