Читать «Вокруг света №1 (2832) | Январь 2010» онлайн - страница 25
Автор неизвестен
Гибрид трансформатора с радиоприемником
В 2006 году команда исследователей во главе с Марином Солячичем из знаменитого Массачусетского технологического института (MIT) предложила новый способ передачи энергии на расстояние, тогда еще только теоретически. История этого изобретения началась с того, что Солячич в шестой раз за месяц был разбужен под утро мобильным телефоном, который именно в это время самого сладкого сна напоминал о том, что его пора заряжать. Надо ли говорить, что каждый раз Солячич оставлял телефон не в спальне, а на кухне. В итоге молодой профессор MIT задумался о том, как научить телефон самостоятельно заботиться о своей зарядке.
Метод назвали резонансным магнитным связыванием (resonant magnetic coupling). Если описать его в двух словах, то можно сказать, что это гибрид трансформатора с радиоприемником. В трансформаторе колебания тока в одной катушке через посредство магнитного поля вызывают вынужденные колебания в другой. Но работает это только на малом расстоянии, стоит немного отодвинуть вторую катушку, как она перестает «подчиняться диктату» первой и получать от нее энергию. В радиоприемнике все наоборот: слабые электромагнитные волны на огромном расстоянии от источника раскачивают колебания в контуре антенны, когда его собственная частота совпадает с частотой волн. Однако большая часть излучения радиостанции при этом впустую рассеивается в окружающем пространстве, так что для передачи энергии этот метод не годится.
Резонансное магнитное связывание объединяет достоинства обоих устройств. Как и в трансформаторе, используются две магнитные катушки. Как и в радиосвязи, они включаются в приемный и передающий контуры, настроенные в резонанс друг с другом. Обычно связь между катушками трансформатора быстро ослабевает при удалении, а при удалении радиоприемника от источника сигнала быстро падает КПД передачи энергии. Но при одновременном использовании магнитной и резонансной связи, как показало компьютерное моделирование, падение КПД и индуцированного в приемнике тока происходит гораздо более плавно. На расстоянии в несколько радиусов катушки «резонансный» ток по компьютерным расчетам оказывался сильнее «нерезонансного» в миллион раз. Экспериментаторы из MIT поначалу даже не верили собственным вычислениям: так просто — и никто до сих пор не попробовал это сделать!
Кто заплатит за вайтрисити?
Опубликовав свои расчеты в журнале Science, авторы занялись экспериментальными исследованиями. Год спустя они уже передавали на 2 метра 15 сантиметров поток энергии в 60 ватт с КПД в 40% — достаточно, чтобы зажечь лампочку. По словам авторов, уже сейчас можно достичь того, чтобы ноутбук начинал заряжаться при вносе в комнату, оборудованную системой, которую они, готовясь к выходу на рынок, назвали WiTricity (вайтрисити) — от слов wireless electricity (беспроводное электричество).
Прошло еще два года, и подобные технологии стали анонсировать гиганты мировой электроники. В октябре 2009 года Sony продемонстрировала 22-дюймовый ЖК-телевизор, который питается беспроводным способом на расстоянии 50 сантиметров от передатчика. «Если использовать специальные «пассивные расширители», то можно и все 80 сантиметров», — говорится в пресс-релизе Sony. Правда, тут же дана сноска мелким шрифтом о том, что с телевизором эти самые расширители не тестировались. Но даже если их опробовали только с лампочкой — тоже неплохо. Главное, что разработки идут широким фронтом. Создан «Консорциум беспроводной энергии» (Wireless Power Consortium), в котором предлагают участвовать всем желающим (www.wirelesspowerconsortium.com), и он уже готовит к выпуску стандарт технологии WiTricity. В ближайшем будущем нам обещают расширение радиуса действия до 5 метров, а это уже очень неплохо. Действительно, если разместить «катушку-передатчик» на потолке или под полом в центре комнаты, то в радиусе действия зарядки окажется все помещение. И, быть может, тогда хаос проводов на рабочем столе наконец-то удастся победить.
