Еще один шаг к беспроводному электропитанию

wit_mag_coilsУчёные из Массачусетского технологического института совершили очередной шаг, чтобы сделать технологию беспроводного электричества пригодной для тиражирования. Они обнаружили эффект, позволяющий поднять КПД передачи.

В качестве переносчика энергии в данном случае используется ближнее магнитное поле, осциллирующее с высокой частотой в несколько мегагерц, пишет Мембрана. Для переброски необходимы две магнитные катушки, настроенные на одинаковую частоту резонанса. Перекачку энергии между ними учёные сравнивают с разрушением резонирующего стеклянного бокала, когда он «слышит» звук строго определённой частоты.

Первый опыт по беспроводной передаче энергии методом, который ученые назвали WiTricity, на 60-ваттную лампочку, удалённую на два с лишним метра от источника, Марин Солячич и его коллеги провёли в 2007 году. КПД был невелик — порядка 40%, зато уже тогда изобретатели указывали на ощутимый плюс новинки — безопасность.

Применяемое в системе поле в 10 тысяч раз слабее, чем то, что царит в сердцевине магнитно-резонансного томографа. Так что ни живые организмы, ни медицинские имплантаты, ни кардиостимуляторы и прочая чувствительная техника такого рода, ни бытовая электроника почувствовать на себе действие этого поля не могут.

Теперь Солячич и его соратники открыли, что на КПД системы WiTricity влияют не только размер, геометрия и настройка катушек, а также дистанция между ними, но и число потребителей. Парадоксально, на первый взгляд, однако два приёмных прибора, размещённые на расстоянии от 1,6 до 2,7 метра по обе стороны от передающей «антенны», показали на 10% лучший КПД, чем в случае если связь осуществлялась только между одним источником и потребителем, как было в предыдущих опытах.

Причём улучшение прослеживалось независимо от того, каков был КПД для пар передатчик-приёмник по отдельности. Учёные предположили, что при дальнейшем добавлении новых потребителей КПД будет ещё повышаться, хотя пока не вполне ясно — насколько. (Детали эксперимента раскрывает статья в Applied Physics Letters.)

Передающая катушка в новом эксперименте насчитывала площадь в 1 квадратный метр, а приёмные — всего по 0,07 м2 каждая. И это тоже интересно: громоздкость «приёмников» в прежних опытах ставила под сомнение желание производителей техники снабжать такими системами свою аппаратуру — едва ли вам понравился бы самозаряжающийся ноутбук, блок WiTricity которого по размеру сопоставим с самим компьютером.

Но главное — эффект улучшения общего КПД при одновременной работе с несколькими потребителями означает зелёную улицу для голубой мечты Солячича — дома, заполненного разнообразной техникой, получающей питание из невидимых «неизлучающих излучателей», спрятанных в потолках или стенах комнат.

Кстати, в некоторых экспериментах специалисты WiTricity довели мощность передачи до трёх киловатт. КПД же варьируется в зависимости от целого набора параметров, однако, как утверждают специалисты, при достаточно близких катушках он может превышать 95%.

Отталкиваясь от принципов, обоснованных и испытанных Солячичем и его коллегами, свою модификацию резонансной передачи электроэнергии — Wireless Resonant Energy Link (WREL) развивает Intel. Ещё в 2008 году компания достигла на данном поприще блестящего результата, продемонстрировав «магнитную» передачу тока с КПД 75%. Собственные опыты, воспроизводящие эксперименты физиков из Массачусетского технологического, ставит сейчас и Sony.

Однако Солячич уверен, что его инновация не затеряется среди продукции коллег-конкурентов. Ведь именно первооткрыватели технологии больше всех набили с ней шишек и готовы к углублённому её изучению и совершенствованию. Скажем, настройка даже пары катушек не так проста, как кажется на поверхностный взгляд. Учёный несколько лет подряд ставил опыты в лаборатории, прежде чем построил систему, которая работает действительно надёжно.

«Беспроводное электричество», по словам его авторов, изначально задумывалось как OEM-продукт. Потому в будущем можно ожидать появления данной технологии в товарах других компаний.