Беспроводная передача электричества | Технологии

Беспроводная передача электричества

Возможно скоро исчезнет последний кабель: ученым удалось передать электрическую энергию без проводов. Мы попробуем объяснить, как работает новая технология.

 Представьте себе, в своём доме, а в нем - ни одного кабеля. Телевизор, музыкальный центр, проигрыватель дисков DVD или Blu-ray, наушники - все работает без проводов. В дополнение, как только вы переступите порог квартиры, аккумуляторы всех телефонов или или ноутбуков начинают заряжаться автоматически, пропадает необходимость подключать их с помощью кабеля в розетку.

 Основы технологии, благодаря которой можно будет реализовать эту концепцию, были разработаны в знаменитом Массачусетском Технологическом Институте (MIT). Работу над проектом, предварительно названный „Witricity", длились с 2006 года.

Независимые исследования с 2007 года ведет также Intel, которая планирует в течение ближайших нескольких лет выпустить на рынок свою первую продукцию без кабелей питания. Процессорный гигант назвал свою технологию WREL (Wireless Resonance Energy Link), что можно перевести как „беспроводной передачи энергии с использованием резонанса".

 Уже в прошлом году Intel продемонстрировал работающий прототип. Шеф технологий (CTO) Intel Justin Rattner представил на конференции Intel Developer Forum (IDF), 60-ватную лампу, которая светила, хотя находилась в метре от источника тока, и не была связана с ним ни одним проводом.

С этого момента Intel доказал, что технологии WREL можно использовать для питания портативного компьютера, динамиков и других подобных устройств. Ко вторым, кроме энергии, по беспроводному каналу можно передавать музыку.

Первая демонстрация работы технологии WREL произвел на аудиторию впечатление подобное презентации передачи WLAN. Если вы помните, то время когда впервые был использован беспроводной Интернет?

Стоит об этом подумать, чтобы понять, как быстро мы привыкаем к хорошему, то есть к новой услуге, и как быстро мы начинаем каждое новое изобретение рассматривать как само собой разумеющееся.

 Основной принцип действия WREL основан на явлении резонанса: приемник WREL (резонатор) не в состоянии производить электрическую энергию из магнитного поля при помощи медных витков.

Это возможно только в том случае, когда передатчик (такой же резонатор с медным рулоном) будет издать магнитное поле на необходимой частоте. Кульминация программы: витая проволока работает как состязание в велоспорте: более низкую передачу мы используем, выезжая в гору, чтобы более эффективно использовать энергию, а высокую передачу мы используем, спускаясь с возвышенности.

Размер обмотки, и сечение провода приемника определяется установленным напряжением и силой тока. Дополнительным преимуществом его работы является то, что датчик WREL излучает только столько энергии, сколько  нужно приемнику.

 Описанная технология уже используется  в новых мобильных телефонах. Примером может быть новая зарядная станция  Touchstone, предназначенная для телефона Palm Pre. Однако в данном случае устройство должно быть очень близко или даже прикасаться к зарядному устройству, тем временем WREL чудесно оправдывает себя, когда в игру вступают больше расстояния.

Как видно из проведенных ранее испытаний, аккумуляторы можно заряжать на расстоянии от 20 сантиметров до 1 метра. Исследователи Intel называют это пространство магнитным полем, приемник WREL может перемещаться в нём без нарушений доставки электроэнергии.

К сожалению, прежде чем мы избавим дома от всех кабелей и проводов, потребуется еще много исследований. Находящаяся в Сиэтле команда исследователей Intel работает в основном над улучшением производительности передачи, защиты пользователей от радиации и внешним видом устройств.

Инженерам из Big Blue уже удалось получить производительность передачи энергии на уровне 75%, и  это уже впечатляющий результат, но в свете мирового энергетического кризиса - это все еще слишком мало. Justin Rattner, руководитель исследовательской группы, говорит, что: „Эффективность технологии WREL настолько высокая, что кажется, что это пока маловероятно".

 Однако в данном случае производительность во многом зависит от того, как объекты расположены по отношению друг к другу, как намотаны витки медной проволоки в обеих частях устройств: достаточно слегка изменить расположение витков приемника, и производительность существенно упадет.

Ученые пытаются решить эту проблему, заменив бобину проволоки датчиками и микрочипами, которые способны лучше  настраивать резонанс в магнитном поле. „Может быть, в будущем энергия будет скрыта например, в столешнице кухонного шкафа", - говорит Justin Rattner. И добавляет: „Вам не нужно будет подключать прямо к стене, чтобы заварить себе кофе".

Возможным станет также переоборудование стен жилых домов передатчиками WREL с последующим извлечением магнитного поля по всей квартире, что позволит использовать беспроводное питание для всех електроустройств в доме.

Сегодня уже возможно размещение резонаторов в ноутбуках, а вместе с падающим потреблением энергии (и прогрессирующей миниатюризацией) можно также установить в столь малых устройств, как нетбуки, цифровые камеры или мобильные телефоны.

 А что с ответом на вопрос о защите от радиации - может ли человек чувствовать себя в безопасности, когда так много энергии буквально висит в воздухе? В принципе, опасности нет. В конце концов WREL основана на магнитных волнах, которые, в отличие от используемых электромагнитных волн в микроволновых печах  с фиксированной частотой (2,4 ГГц), имеют очень незначительное влияние на наш организм. Магнитное поле, тем не менее, всегда связано с электромагнитным излучением, а это уже нам небезразлично.

Однако в лабораториях Intel разрабатывает такие конфигурации частот, чтобы создать поля с минимальной электромагнитной нагрузкой. В конце концов, в таком поле должны также работать, чувствительные к нему электромагнитные устройства, например, жесткие диски. А главное, когда первый продукт, в котором будет использована технология WREL, появится на рынке, он должен быть абсолютно безвредной для человека.

 Как только технологии WREL будут спланированы так, чтобы не было даже тени сомнения, касающихся вопросов безопасности, для нее найдется множество применений. Например, можно будет устанавливать кардиостимуляторы без неудобного кабеля, идущего от аккумулятора.

Беспроводная передача энергии может сыграть важную роль в развитии компьютерных технологий. К примеру компьютеры, в которых компоненты уже питаются не десятками проводов, и одним беспроводным доступом WREL. То же самое касается и всех остальных периферийных устройств.

 Возможно, уже скоро беспроводное питание станет таким же обычным и повседневным явлением для нас, как и беспроводной Интернет (WLAN).