Lepšie bezdrôtové nabíjanie s kvantovou fyzikou

Dnešné bezdrôtové nabíjačky smartfónov a ďalších elektronických zariadení využívajú väčšinou elektromagnetickú indukciu. Táto technológia nabíjania štandardizovaná pod označením Qi síce prináša pohodlie, ale funguje len na extrémne malú vzdialenosť.

Zariadenie musí byť položené presne na nabíjaciu podložku, nesmie sa s ním hýbať a aj tak sú prenosové straty energie značné.

Pozrite siQi napína svaly, mobil nabije ľahko a rýchlo

Konkurenčné technológie od WiTricity využívajú magnetickú rezonanciu a fungujú omnoho lepšie, ba aj na väčšiu vzdialenosť (rádovo v metroch). Pre nabíjanie elektromobilov dodáva firma systémy s výkonom až 11 kW. Aj tu je však účinnosť prenosu energie znížená, ak sa zriadenie pohybuje.

Predstavme si ale technológiu bezdrôtového nabíjania, ktorá nevyžaduje pevné uloženie smartfónu a dokáže ho nabíjať, aj keď ho držíte v ruke a prechádzate sa po miestnosti.

Aplikačné možnosti prenosu energie cez magnetickú rezonanciu sú s Qi neporovnateľne väčšie.ZDROJ | WiTricity

Shanhui Fan zo Stanfordskej univerzity so svojím tímom vyvinuli bezdrôtovú nabíjačku, ktorá funguje aj vtedy, keď sa zariadenie pohybuje do vzdialenosti jedného metra od zdroja energie.

Jeho orientácia sa môže aj priebežne meniť bez zníženia prenosu energie. V rámci demonštrácie vedci takto dokázali napájať pohybujúcu sa LED žiarovku bez zníženia jej jasu.

Pozrite siWiTricity a GM „odstrihnú“ elektromobily od zásuvky

Keďže existujúce systémy používajú smerové antény, pri pohybujúcom sa prijímači energie by museli byť neustále prelaďované, čo technológiu výrazne komplikuje. Nový systém bezdrôtového nabíjania to však zvládne bez aktívneho ladenia.

Vedci v ňom uplatnili koncept, ktorý sa v kvantovej mechanike nazýva paritno-časová symetria. V tomto prípade sa jednalo o obvody v nabíjačke a žiarovke LED previazané tak, že zvýšenie energie zo zosilňovača v nabíjačke presne vyvažovalo stratu energie, keď sa žiarovka pohybovala.

Systém sa automaticky prispôsobuje aj vtedy, keď sa zmenila vzdialenosť medzi žiarovkou a nabíjačkou.

Shanhui Fan so spolupracovníkmi plánujú upravovať konštrukciu nabíjačky na zvýšenie nabíjacej vzdialenosti. Bezdrôtové nabíjanie (prípadne napájanie) sa tak bude môcť použiť napríklad pri pohybujúcich sa elektrických vozidlách (v autách, električkách, alebo elektrobusoch).

V súvislosti s novou technológiou opäť ožívajú myšlienky Nikolu Teslu o bezdrôtovom napájaní elektrospotrebičov a o všadeprítomnej elektrickej energii. Takéto prenosy by sa dali využiť na diaľkové dodávky energie na miesta postihnuté prírodnými katastrofami (alebo vojnou) so zničenou infraštruktúrou.

Pozrite siJaponci rozvíjajú Teslov odkaz. Preniesli vzduchom 1,8 kW

Nabíjanie a napájanie však nie sú jediné možnosti využitia nového konceptu. Ďalšou možnosťou aplikácie, tentoraz na hranici sc-fi, je diaľkový prenos energie zo solárnych elektrární na obežnej dráhe na zem. Nápad pracuje s faktom, že fotovoltaické panely vo vesmíre prijímajú na m2 viac slnečnej energie, než solárne elektrárne na zemi.

Ak by sa vyrobená elektrina prenášala pomocou mikrovĺn, neprekážala by jej ani oblačnosť. O ekonomickej priechodnosti a tiež o bezpečnosti takéhoto projektu by sa však dalo veľmi úspešne pochybovať.

Informácie o novej metóde bezdrôtových prenosoch energie boli publikované v magazíne Nature.

ZdrojNew Scientist

Komentáre k článku