Российские ученые предложили новый способ беспроводной передачи энергии

Эксперты лаборатории метаматериалов Университета ИТМО и «НИИ Гириконд» продемонстрировали, что возможно создавать действенные совокупности беспроводной энергопередачи при применении керамических диэлектриков.

Российские ученые предложили новый способ беспроводной передачи энергии

© scitation.aip.org

Результаты моделирования были проверены экспериментально — без применения проводов удалось зажечь светодиодиодную лампочку на расстоянии 20-30 см.

«У нас пока только пионерские работы, но для расстояния в 20 сантиметров и мощности 1 Ватт отечественная совокупность уже трудится», — поведал один из авторов статьи, научный сотрудник Университета ИТМО, Полина Капитанова.

Как трудится беспроводная энергопередача на данный момент

В 2007 году в издании Science вышла статья группы доктора наук Массачусетского технологического университета Марин Солячича, в которой ученые поведали об успешных опробованиях беспроводной совокупности энергопередачи. На расстоянии более чем в 2,5 метра им удалось зажечь лампочку 60 Вт за счет резонансного сотрудничества двух бронзовых катушек.

Одна из них была подключена к источнику переменного электрического тока, что создавал в ней распространяющееся магнитное поле. Магнитное поле доходило до второй катушки, которая была настроена на ту же самую резонансную частоту и создавало в ней переменный ток, благодаря которому зажигалась лампочка.

Данный принцип стал главной коммерческой разработке WiTricity, которую на данный момент применяют для беспроводных зарядок сотового телефона. В продаже такие устройства показались сравнительно не так давно и до тех пор пока скорее похожи на стационарные базы радиотелефонов, чем на беспроводные точки питания: для подзарядки сотовый телефон необходимо бережно разместить на подключенной в сеть панели.

В будущем ученые обещают избавиться от необходимости физического контакта с базой, но пока это нереально по двум обстоятельствам. Во-первых, беспроводная энергопередача на базе резонансного способа достаточно действенна лишь на мелких расстояниях (резонансные катушки в телефона и базы разделяет пара сантиметров корпусов этих устройств), во-вторых, для зарядки необходимо подобрать верную обоюдную ориентацию приёмника и источника в пространстве.

Что сделали русские ученые

Эксперты лаборатории метаматериалов Университета ИТМО и «НИИ Гириконд» применяли тот же резонансный способ, но внесли пара трансформаций в конструкцию устройства. Бронзовые катушки они заменили на диэлектрические керамические резонаторы, в которых магнитное поле возможно возбуждать с меньшими утратами энергии, а для энергопередачи применяли другие, более высокие частоты резонаторов, на которых магнитное поле владеет более сложной структурой и меньше затухает при распространении в пространстве.

Теоретическая эффективность нового подхода достигает 80%. Помимо этого, предложенная русскими учеными совокупность беспроводной энергопередачи более устойчива к трансформации обоюдной ориентации приемника относительно источника.В опыте ученым до тех пор пока удалось передать около 1 Вт мощности на расстояние 20-30 см на частотах около 2 ГГц и по сей день они начали новые опробования.

«Отечественные коллеги из «НИИ Гириконд» создали новые образцы керамики с громадным значением диэлектрической проницаемости и малыми утратами, что разрешит еще больше расширить расстояние энергопередачи, и перейти на рабочие частоты в области десятков МГц, надёжные для человека», — поведала семь дней.

Результаты работы размещены в издании Applied Physics Letters
Источник: ИТАР-ТАСС

Физик рассказал правду о беспроводной передаче энергии


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: