Ruski znanstvenici razvili su vrlo učinkovit bežični sustav za prijenos energije. Može se koristiti za izradu prostorija u kojima će se mobilni telefoni i tableti automatski naplaćivati, "iz zraka".
Početkom 20. stoljeća Nikola Tesla prvo je testirao mogućnosti bežičnog prijenosa električne energije, ali donedavno se tehnologija praktički nije koristila ili poboljšavala.
Godine 2007. tim znanstvenika Massachusetts Institute of Technology (MIT) ponovno je testirao WPT tehnologiju: upalio je 60-vatnu žarulju s udaljenosti od dva metra. Učinkovitost prijenosa energije bila je 45 posto.
Kasnije se tehnika više puta pokušala preispitati i poboljšati, posebice kako bi se povećala učinkovitost isporuke energije "kroz zrak".
Na temelju istih načela, tim ruskih istraživača pod vodstvom Poline Kapitanove sa Nacionalnog istraživačkog sveučilišta za informacijske tehnologije, mehaniku i optiku Sankt Peterburga i Elizavete Nenasheve iz istraživačkog instituta Girikond stvorili su poboljšani bežični prijenosni sustav temeljen na rezonantnoj komunikaciji. Učinkovitost ove metode, prema numeričkim simulacijama, iznosi 80 posto na udaljenosti od 20 centimetara i smanjuje se malo s povećanjem udaljenosti.
Objasnimo nam općenito načelo djelovanja takvog sustava. Prva bakrena zavojnica prenosi energiju na drugu zavojnicu, koja s njom djeluje na istoj rezonantnoj frekvenciji, baš kao što operni pjevač svojim glasom može prenijeti dovoljno energije da razbije čašu (rezonantna frekvencija glasa podudara se s frekvencijom koja uništava posudu).
Obično se magnetska polja koriste za prijenos energije, jer slabo komuniciraju s većinom okolnih objekata, uključujući ljudsko tijelo.
Ruski su istraživači malo izmijenili izvorno razvijeni sustav. Dakle, umjesto običnih magnetskih zavojnica koriste se posebni dielektrični rezonatori u obliku keramičkih sfera s visokom dielektričnom konstantom. Takve keramičke sfere mogu smanjiti gubitke energije prijenosa i na taj način povećati učinkovitost.
Promotivni video:
Osim toga, materijal od kojeg su izrađene sfere ima visoki indeks loma, što znači da se elektromagnetski valovi u sferama uvelike usporavaju. Ova značajka pomaže poboljšati magnetsku rezonancu i, kao rezultat, dodatno povećati učinkovitost prijenosa energije.
Još jedna inovacija za smanjenje gubitaka i povećanje učinkovitosti: prijelaz na rezonantnu frekvenciju višeg reda. "Predlažemo korištenje metode magnetne kvadrupole, a ne metode magnetskog dipola", rekla je Kapitonova u intervjuu za phys.org. Razlikuju se oblikom i jakošću generiranog magnetskog polja.
Napominje se da u ovom slučaju odašiljač i prijemnik ne moraju biti precizno usklađeni jedan s drugim radi boljeg prijenosa energije.
Dodajmo da i drugi predmeti koji će se nalaziti u "sobi za ponovno punjenje" imaju potpuno različite rezonantne frekvencije, zbog kojih neće moći primiti prenesenu energiju. U skladu s tim, takvo univerzalno punjenje bit će sigurno za okolne objekte.
U budućnosti, za praktičnu upotrebu, ruski znanstvenici planiraju smanjiti veličinu rezonatora. „Trenutno radimo na stvaranju i eksperimentalnom proučavanju uzorka sljedeće verzije WPT sustava. Razvili smo nove keramičke rezonatore s većom dielektričnom konstantom. Vjerujemo da će ovaj prototip biti vrlo blizu praktičnoj upotrebi “, dodaje Kapitonova.
Članak u znanstvenom časopisu Applied Physics Letters detaljno govori o istraživanju.
Imajte na umu da znanstvenici već dugo pokušavaju poboljšati proces punjenja mobilnog telefona, bez kojeg nijedna suvremena osoba ne može. Dakle, kineski programeri stvorili su uređaj koji pametni telefon puni svjetlošću.