Tyrėjams pavyko bevieliu būdu energiją perduoti judantiems objektams Ši technologija galės būti panaudota elektromobilių įkrovimui, šiems važiuojant keliu, o taip pat gamybinių robotų mobilumo padidinimui. Stanfordo universiteto mokslininkai, remdamiesi ankstesniu MIT tyrimu, sugebėjo perduoti energiją didesniu nei metro atstumu.
Nors nuo mažos LED lemputės švietimo iki netgi nedidelio automobilių įkrovimo laukia dar ilgas kelias, šis eksperimentas rodo, kad perduoti energiją judantiems objektams įmanoma, tad ir įkrauti važiuojančius elektromobilius. Elektros perdavimas dideliais atstumais mena dar pačios elektros energijos kūrimo aušrą.
Tiesą sakant, tai buvo garsaus XIX amžiaus išradėjo Nikola Tesla, eksperimentavusio su įtampos didinimu kondensatoriais ir galiausiai sukūrusio Tesla rites, viso gyvenimo svajonė. Šis aukštos įtampos generatorius netoliese esančiuose laidininkuose kurdavo elektros srovę vadinamąja rezonansine indukcija.
Paprastai tariant, indukcija yra judančio magnetinio lauko kuriama elektros srovė laidininke. Kadangi tekėdama elektros srovė kuria magnetinį lauką ir pati, laidininku tekančios srovės pokyčiai gali sukurti elektros įtampą kitame laidininke vien kintančiu elektromagnetiniu lauku, be fizinio kontakto.
Taigi, teoriškai įmanoma perduoti elektros energiją tarp dviejų el. grandinių, tarpusavyje nesujungtų laidais. Tesla savo bevielio pasaulio, deja, neišvydo, bet jis džiaugtųsi žinodamas, kad galime įkrauti savo elektrinius dantų šepetėlius, tiesiog įdėdami į mažą plastikinį stovelį.
Pastaraisiais metais atstumas, kuriuo gali būti perduodama energija, didėjo ir netgi pramogų milžinas „Disney“ pradėjo tyrinėti galimybę padaryti visą kambarį, kuriame galėtų krautis prietaisai.
Šiuo atveju tyrėjai pradėjo nuo prieš dešimtmetį MIT inžinierių sukurtos technologijos, kurie sugebėjo perduoti apie 60 vatų galios maždaug 40 % efektyvumu tarp dviejų objektų, stovinčių daugiau nei 2 metrų atstumu vienas nuo kito. Problema ta, kad srovė priklauso nuo judančio magnetinio kitimo dažnio, o kai objektas juda, ar yra netinkamu kampu, energijos perdavimo efektyvumas krenta. Tai būtų galima įveikti judančios el. grandinės „derinimu“ – tai sudėtingas procesas, kuris pats irgi naudoja energiją.
Tyrėjai šią problemą sprendė, naudodami paprastesnę įtampos stiprintuvo ir atgalinio ryšio rezistoriaus sistemą, automatiškai reguliuojančią įtampą pagal gaunančios grandinės atsaką. „Pridėjus stiprintuvą ir rezistorių, galia labai efektyviai perduodama didžiojoje trijų pėdų (1 metro) ruožo dalyje, nepaisant kintančio imtuvo ritės orientacijos“, – sakė tyrimo vadovas Sid Assawaworrarit.
„Taip eliminuojamas automatinio ir nuolatinio bet kurio grandinių aspekto derinimo poreikis.“ Be derinimo ar atgalinio ryšio mechanizmo, traukiant LED toliau, jo ryškumas mažėtų.
Eksperimente naudojant stiprintuvą ir atgalinio ryšio rezistorių, šviesa liko pastovi visą neilgą kelią, o tai gera naujiena, jei norime kada nors efektyviai tiekti energiją elektromobiliams bevieliu būdu, tiesiog pravažiuojant įkrovimo stoteles. Vaizdo siužete tai paaiškinama detaliau:
Tikimasi, kad pasirodysiantis „Tesla Model 3“ vienu įkrovimu galės nuvažiuoti ~345 kilometrus, o „Chevrolet Bolt“ gali kiek daugiau, ~383 km. Šie atstumai palyginami su daugelio mažų automobilių įveikiamu atstumu, ir be jokios abejonės, didės ir toliau, bet apžvelgiamoje ateityje elektromobilių įkrovimas nebus trumpas penkiaminutis sustojimas aptarnavimo stotelėje, kaip įprasta su dauguma degalus naudojančių automobilių.
Viskas, kas padės įveikti didesnį atstumą, tarkime, nedidelis papildymas greitkelyje įrengtoje Saulės energiją naudojančioje atkarpoje, padės išvengti ilgo įkrovimo. Jei visa tai pernelyg primena mokslinę fantastiką, netrūksta ir kitų mobilaus bevielio energijos perdavimo panaudojimo sričių.
„Galime permąstyti elektros tiekimą ne tik automobiliams, bet ir mažesniems prietaisams ant mūsų kūno ar jame, – sakė tyrėjas Shanhui Fan. – Kam tik praverstų dinamiškas, bevielis įkrovimas, tai labai svarbu.“
Tai ir gamykloje važinėjantys robotai, ir telefonas, kurį nešiojatės kambaryje. Tyrėjai yra įsitikinę, kad bus įmanoma padidinti judančios grandinės gaunamą elektros galią, juolab, jie naudojo po ranka pasitaikiusią įrangą, kurios efektyvumas mažas – apie 10 procentų. Teslai tai tikrai patiktų.
Tyrimas buvo publikuotas „Nature“.
Paieška archyve
