Bezdrátový přenos elektřiny. Bezdrátový přenos energie: technologie budoucnosti nebo cesta nikam? Celosvětový bezdrátový systém

Nemateriálně napájené domácí spotřebiče osvobozeny od elektrické dráty, není to poprvé, co vzrušilo mysl vynálezců. Nyní však odborníci dospěli k bodu, kdy naučili komerční vysavače, stojací lampy, televize, auta, implantáty, mobilní roboty a notebooky efektivně a bezpečně přijímat proud z bezdrátového zdroje.

Nedávno tým vědců z Massachusettského technologického institutu (MIT) vedený Marinem Soljačicem udělal další krok k tomu, aby se bezdrátové elektrické technologie z laboratorního „triku“ staly replikovatelnou technologií. Zcela nečekaně objevili efekt, který jim umožňuje zvýšit účinnost přenosu. Než však budeme mluvit o novém experimentu, stojí za to udělat odbočku.

Jako nosič energie v v tomto případě používá se blízké magnetické pole, které osciluje s vysoká frekvence několik megahertzů. Pro přenos jsou potřeba dvě magnetické cívky naladěné na stejnou rezonanční frekvenci. Vědci přirovnávají přenos energie mezi nimi k destrukci rezonujícího skleněného skla, když „slyší“ zvuk přesně definované frekvence.

Idealizované (na tomto obrázku) magnetické cívky (žluté), obklopené svými poli (červená a modrá), si navzájem přenášejí energii na vzdálenost D, mnohonásobně větší, než je velikost samotných cívek. To je to, co vědci nazývají rezonanční magnetická vazba (nebo vazba) - Resonant Magnetic Coupling (ilustrace od WiTricity).

Výsledkem interakce cívek je to, co se nazývá „Wireless Electricity“ (WiTricity). Toto slovo je mimochodem ochrannou známkou, která patří stejnojmenné korporaci, kterou založil Soljachich a řada jeho kolegů z MIT. Korporace to naznačuje tento výraz použitelná pouze na její technologii a na produkty vytvořené na jejím základě. Prosíme vás, abyste nepoužívali „whitecity“ jako synonymum. bezdrátový přenos energie obecně.

Vynálezci také žádají, aby se WiTricity nezaměňovalo s přenosem energie prostřednictvím elektromagnetických vln: říkají: nová metoda- „neemitující“.

A několik dalších důležitých „ne“ naznačených tvůrci. WiTricity není analogem transformátoru s vinutími oddělenými několika metry (ten v tomto případě přestane fungovat). Nejedná se o vylepšený elektrický zubní kartáček: i když jej lze nabíjet i bez něj elektrický kontakt, ale stále vyžaduje umístění v „dokovací stanici“, aby se vysílací a přijímací stanice přiblížily k sobě indukční cívky do vzdálenosti milimetru. "Whitecity" není mikrovlnka, která dokáže usmažit živý předmět, protože pulzující magnetické pole působící v systému WiTricity na člověka nepůsobí. Konečně, " Bezdrátová elektřina“ - dokonce ani „tajemná a strašná“ Tesla Tower (Wardenclyffe Tower), s jejíž pomocí měl velký vynálezce v úmyslu demonstrovat přenos energie na velké vzdálenosti.

První experiment s bezdrátovým přenosem energie metodou WiTricity do 60wattové žárovky, vzdálené více než dva metry od zdroje, provedl Marin a jeho kolegové v roce 2007. Účinnost byla nízká – asi 40 %, ale už tehdy vynálezci poukazovali na hmatatelnou výhodu nového produktu – bezpečnost.

Pole použité v systému je 10 tisíckrát slabší než to, co vládne v jádru skeneru magnetické rezonance. Takže ani živé organismy, ani lékařské implantáty, kardiostimulátory a další citlivá zařízení tohoto druhu, ani spotřební elektronika nemohou pocítit vliv tohoto pole.

Hlavní autoři WiTricity: Marin Soljacic (vlevo), Aristeidis Karalis a John Joannopoulos. Vpravo: schéma zapojení WiTricity. Vysílací cívka (vlevo) je zapojena do zásuvky. Recepce - napojena na spotřebitele. Čáry magnetické pole první cívka (modrá) se dokáže ohnout kolem relativně malých vodivých překážek (a vůbec nevnímá dřevo, látku, sklo, beton ani člověka), úspěšně přenáší energii (žluté čáry) do přijímacího prstence (foto MIT/ Donna Coveney, ilustrace WiTricity) .

Nyní Soljachich a jeho spolupracovníci zjistili, že účinnost systému WiTricity je ovlivněna nejen velikostí, geometrií a vyladěním cívek a také vzdáleností mezi nimi, ale také počtem spotřebitelů. Na první pohled paradoxní však bylo, že dvě přijímací zařízení umístěná ve vzdálenosti 1,6 až 2,7 metru po obou stranách vysílací „antény“ vykazovala o 10 % lepší účinnost, než kdyby komunikace probíhala pouze mezi jedním zdrojem a spotřebitelem, jak tomu bylo v případě v předchozích experimentech.

Kromě toho bylo zlepšení pozorováno bez ohledu na to, jaká byla účinnost pro dvojice vysílač-přijímač samostatně. Vědci naznačili, že s dalším přidáváním nových spotřebitelů se účinnost dále zvýší, i když zatím není zcela jasné, jak moc. (Podrobnosti experimentu jsou uvedeny v Applied Physics Letters.)

Vysílací cívka v novém experimentu měla plochu 1 metr čtvereční, a přijímací místnosti mají pouze 0,07 m 2 každý. A to je také zajímavé: objemnost „přijímačů“ v předchozích experimentech zpochybnila touhu výrobců zařízení vybavit svá zařízení takovými systémy – stěží byste chtěli samonabíjecí notebook, jehož jednotka WiTricity je srovnatelná v velikosti k samotnému počítači.

Vlevo: 1 – speciální obvod převádí obyčejný střídavý proud na vysokofrekvenční proud, napájí vysílací cívku, která vytváří oscilační magnetické pole. 2 – přijímací cívka ve spotřebitelském zařízení musí být naladěna na stejnou frekvenci. 3 – rezonanční spojení mezi cívkami mění magnetické pole zpět na elektrický proud, který napájí žárovku.
Vpravo: Podle autorů systému může jedna cívka ve stropě zásobovat energií všechny spotřebiče a zařízení v místnosti – od několika lamp a TV až po notebook a DVD přehrávač (ilustrace od WiTricity).

Hlavní je ale efekt zlepšení celkové účinnosti při souběžná práce s několika spotřebiteli znamená zelenou pro Soljačićův modrý sen - dům plný nejrůznějších spotřebičů napájejících energii z neviditelných "neemitujících zářičů" skrytých ve stropech nebo stěnách místností.

Nebo snad nejen v pokojích, ale i v garáži? Elektromobil samozřejmě můžete nabíjet obvyklým způsobem. Krása WiTricity je ale v tom, že nemusíte nikam nic připojovat a dokonce si na to pamatovat - teoreticky lze auto samotné naučit po příjezdu do garáže (nebo na firemní parkoviště) odeslat „žádost“ systému a dobíjejte baterii z magnetické cívky umístěné v podlaze.

Mimochodem, v některých experimentech specialisté z WiTricity zvýšili vysílací výkon na tři kilowatty (a nezapomeňte, že začali s 60wattovou žárovkou). Účinnost se liší v závislosti na celé sadě parametrů, nicméně podle korporace může s dostatečně uzavřenými cívkami přesáhnout 95 %.

Není těžké uhodnout, že nadějný způsob přenosu elektřiny na několik metrů bez drátů a nutnost namířit nějaké „elektrické paprsky“ by měl zajímat širokou škálu společností. Někteří už v tomto směru pracují sami.

Například na základě principů podložených a testovaných Soljachichem a jeho kolegy Intel nyní vyvíjí svou modifikaci rezonančního přenosu výkonu – Wireless Resonant Energy Link (WREL). Již v roce 2008 dosáhla společnost v této oblasti skvělých výsledků, když prokázala „magnetický“ přenos proudu s účinností 75 %.

Jeden ze zkušených Instalace Intel WREL, který bezdrátově přenáší energii (spolu se zvukovým signálem) z MP3 přehrávače do malého reproduktoru (foto z gizmodo.com).

Sony nyní provádí vlastní experimenty a reprodukuje experimenty fyziků z Massachusettského technologického institutu.

Soljačić je však přesvědčen, že jeho inovace se mezi produkty jeho konkurentů neztratí. Koneckonců to byli průkopníci technologie, kteří z ní vytěžili maximum a jsou připraveni na její hloubkové studium a vylepšení. Například nastavení ani dvojice cívek není tak jednoduché, jak se na první pohled zdá. Vědec prováděl experimenty v laboratoři několik let po sobě, než sestrojil systém, který funguje skutečně spolehlivě.

Demonstrační ukázka LCD obrazovky přijímající elektrickou energii prostřednictvím prvního prototypu domácí sady WiTricity. Vysílací cívka leží na podlaze, přijímací cívka na stole (foto WiTricity).

„Wireless Electricity“ měla být podle svých autorů původně zamýšlena jako OEM produkt. V budoucnu tedy můžeme očekávat výskyt této technologie i v produktech jiných firem.

A zkušební balón směrem k potenciálním spotřebitelům již byl spuštěn. V lednu v Las Vegas na CES 2010 čínská společnost Haier ukázal světu první kompletní bezdrátová HDTV TV. Na jeho obrazovku se vzduchem přenášel nejen obrazový signál z přehrávače (k čemuž sloužil standard Wireless Home Digital Interface, který se oficiálně zrodil jen o měsíc dříve), ale také napájení. To poslední zajistila právě technologie WiTricity.

Soljachichova společnost také jedná s výrobci nábytku o instalaci cívek do stolů a stěn skříněk. První oznámení sériového produktu od partnera WiTricity se očekává do konce roku 2010.

Obecně odborníci předpovídají vznik skutečných bestsellerů na trhu – nových produktů s vestavěným přijímačem WiTricity. Navíc nikdo zatím nemůže s jistotou říci, o jaké věci se bude jednat.

Haier je jedním z největších světových výrobců spotřební elektronika. Není divu, že se jeho inženýři začali zajímat o možnost propojení Nejnovější technologie bezdrátový přenos HDTV signálu a bezdrátové napájení a dokonce se podařilo jako první ukázat takové zařízení v akci (fotografie engadget.com, gizmodo.com).

Zajímavé je, že příběh WiTricity začal před několika lety sérií nešťastných probuzení pro Marin. Několikrát v průběhu měsíce ho probudil zvuk vybitého telefonu, který ho žádal „jíst“. Vědec, který zapomněl včas připojit svůj mobilní telefon do zásuvky, byl překvapen: není legrační, že se telefon nachází jen pár metrů od elektrické sítě, ale není schopen tuto energii přijmout. Po opětovném probuzení ve tři hodiny ráno si Soljachich pomyslel: bylo by skvělé, kdyby si telefon dokázal sám zajistit nabíjení.

Všimněte si, že hned nehovoříme o nové verzi „podložek“ pro nabíjení kapesních zařízení. Takové systémy fungují pouze v případě, že je zařízení umístěno přímo na „podložce“, a pro zapomnětlivé lidi to není o nic lepší, než když musí kabel jednoduše zapojit do zásuvky. Ne, telefon musel přijímat elektřinu kdekoli v místnosti nebo dokonce v bytě a bylo jedno, zda jste ho hodili na stůl, pohovku nebo parapet.

Zde nevyhovovala běžná elektromagnetická indukce, směrované mikrovlnné paprsky a „opatrné“ infračervené lasery. Marin začal hledat jiné možnosti. Těžko si tehdy mohl myslet, že ho po nějaké době pípající a „hladový“ telefon přivede k vytvoření vlastní společnosti a ke vzniku technologie schopné „dělat titulky“, a co je důležitější, zaujmout průmyslové partnery.

Dodejme, že kdysi mluvil poměrně podrobně o principech, historii a budoucnosti WiTricity Výkonný ředitel Eric Giler Corporation.

V roce 1968 americký specialista na vesmírný výzkum Peter E. Glaser navrhl umístit velké solární panely na geostacionární dráhu a přenášet energii, kterou generují (5-10 GW) na povrch Země pomocí dobře zaostřeného paprsku mikrovlnného záření, poté převést to do konstantní energie nebo střídavý proud technická frekvence a distribuovat spotřebitelům.

Toto schéma umožnilo využít intenzivního toku slunečního záření existujícího na geostacionární dráze (~ 1,4 kW/m2) a přenášet výslednou energii na zemský povrch nepřetržitě, bez ohledu na denní dobu a povětrnostní podmínky. Vzhledem k přirozenému sklonu rovníkové roviny k rovině ekliptiky s úhlem 23,5 stupně je družice umístěná na geostacionární dráze osvětlována proudem slunečního záření téměř nepřetržitě, s výjimkou krátkých časových úseků v blízkosti dnů jarní a podzimní rovnodennosti, kdy tento satelit spadne do zemského stínu. Tyto časové úseky lze přesně předvídat a celkově nepřesahují 1 % celkové délky roku.

Frekvence elektromagnetické vibrace Mikrovlnný paprsek musí odpovídat těm rozsahům, které jsou přiděleny pro použití v průmyslu, vědecký výzkum a lékařství. Pokud je tato frekvence zvolena na 2,45 GHz, pak meteorologické podmínky včetně husté oblačnosti a intenzivních srážek nemají prakticky žádný vliv na účinnost přenosu energie. Pásmo 5,8 GHz je lákavé, protože umožňuje zmenšit velikost vysílacích a přijímací antény. Vliv meteorologických podmínek zde však vyžaduje další studium.

Současná úroveň rozvoje mikrovlnné elektroniky umožňuje hovořit o poměrně vysoké účinnosti přenosu energie mikrovlnným paprskem z geostacionární dráhy na zemský povrch - cca 70-75%. V tomto případě se obvykle volí průměr vysílací antény 1 km a pozemní obdélník má rozměry 10 km x 13 km pro zeměpisnou šířku 35 stupňů. SCES s úrovní výstupního výkonu 5 GW má hustotu vyzařovaného výkonu ve středu vysílací antény 23 kW/m2 a ve středu přijímací antény – 230 W/m2.

Byly zkoumány Různé typy polovodičové a vakuové mikrovlnné generátory pro vysílací anténu SKES. William Brown zejména ukázal, že magnetrony, dobře vyvinuté průmyslem, určené pro mikrovlnné trouby, mohou být také použity pro přenos anténní pole SKES, pokud je každý z nich vybaven vlastním záporným obvodem zpětná vazba ve fázi vzhledem k externímu hodinovému signálu (tzv. Magnetron Directional Amplifier - MDA).

Nejaktivnější a nejsystematičtější výzkum v oblasti SCES provedlo Japonsko. V roce 1981 byl pod vedením profesorů M. Nagatomo a S. Sasaki na Space Research Institute of Japan zahájen výzkum vývoje prototypu SCES o výkonu 10 MW, který by bylo možné vytvořit pomocí stávajících nosných raket. Vytvoření takového prototypu umožňuje nashromáždit technologické zkušenosti a připravit základ pro vytvoření komerčních systémů.

Projekt dostal název SKES2000 (SPS2000) a získal uznání v mnoha zemích světa.

V roce 2008 byl docent fyziky na Massachusetts Institute of Technology (MIT) Marin Soljačić probuzen ze sladkého spánku vytrvalým pípáním. mobilní telefon. "Telefon nepřestal mluvit a požadoval, abych ho nabil," říká Soljacic. Unavený a nechystal se vstát začal snít o tom, že se telefon, jakmile bude doma, začne sám nabíjet.

V letech 2012-2015 Inženýři z University of Washington vyvinuli technologii, která umožňuje využití Wi-Fi jako zdroje energie k napájení přenosná zařízení a nabíjecí pomůcky. Tato technologie již byla oceněna časopisem Popular Science jako jedna z nejlepších inovací roku 2015. Všudypřítomnost technologie bezdrátového přenosu dat sama o sobě způsobila skutečnou revoluci. A nyní je na řadě bezdrátový přenos energie vzduchem, který vývojáři z Washingtonské univerzity nazvali PoWiFi (z Power Over WiFi).

Během testovací fáze se vědcům podařilo úspěšně nabít malokapacitní lithium-iontové a nikl-metal hydridové baterie. Pomocí routeru Asus RT-AC68U a několika senzorů umístěných ve vzdálenosti 8,5 metru od něj. Tyto senzory převádějí energii elektromagnetické vlny na stejnosměrný proud o napětí 1,8 až 2,4 voltu, který je nezbytný pro napájení mikrokontrolérů a senzorových systémů. Zvláštností technologie je, že se nezhoršuje kvalita pracovního signálu. Stačí router přeformátovat a můžete jej používat jako obvykle a navíc napájet zařízení s nízkou spotřebou. Na jedné z demonstrací byl úspěšně napájen malý fotoaparát skryté sledování od nízké rozlišení, který se nachází ve vzdálenosti více než 5 metrů od routeru. Poté bylo účtováno 41 %. Fitness tracker čelistní kosti Up24 to trvalo 2,5 hodiny.

Na záludné otázky, proč tyto procesy negativně neovlivňují kvalitu síťového komunikačního kanálu, vývojáři odpověděli, že je to možné díky skutečnosti, že přeflashovaný router během svého provozu posílá energetické pakety kanály neobsazenými přenosem informací. K tomuto rozhodnutí dospěli, když zjistili, že během období ticha energie ze systému jednoduše proudí, ale lze ji využít k napájení zařízení s nízkou spotřebou.

Během výzkumu byl systém PoWiFi umístěn v šesti domech a obyvatelé byli požádáni, aby používali internet jako obvykle. Načtěte webové stránky, sledujte streamovaná videa a pak nám řekněte, co se změnilo. Ve výsledku se ukázalo, že výkon sítě se vůbec nezměnil. To znamená, že internet fungoval jako obvykle a přítomnost přidané možnosti nebyla patrná. A to byly jen první testy, kdy se přes Wi-Fi nasbíralo relativně malé množství energie.

Technologie PoWiFi by v budoucnu mohla dobře sloužit k napájení senzorů zabudovaných do domácích spotřebičů a vojenské techniky, aby je bylo možné bezdrátově ovládat a provádět dálkové nabíjení/dobíjení.

Proud je přenos energie pro UAV (s největší pravděpodobností pomocí technologie PoWiMax nebo z radaru nosného letadla):

U UAV je zápor ze zákona inverzní čtverce (izotropně vyzařující anténa) částečně „kompenzován“ šířkou paprsku antény a vyzařovacím diagramem:

Koneckonců, radar letadla může vyrobit 17 kW energie EMP v pulzu.

Nejedná se o celulární komunikaci – kde buňka musí poskytovat 360stupňovou komunikaci koncovým prvkům.
Předpokládejme tuto variaci:
Nosný letoun (pro Perdix) tento F-18 má (nyní) radar AN/APG-65:


maximální průměrný vyzářený výkon 12000W

Nebo v budoucnu bude mít AN/APG-79 AESA:


v pulsu by měl produkovat 15 kW energie EMP

To je docela dost na prodloužení aktivní životnosti mikrodronů Perdix ze současných 20 minut na hodinu a možná i více.

S největší pravděpodobností bude použit prostřední dron Perdix Middle, který bude na dostatečnou vzdálenost ozařován radarem stíhačky a ten bude zase „distribuovat“ energii mladším bratříčkům Perdix Micro-Drones přes PoWiFi/PoWiMax. a zároveň si s nimi vyměňovat informace (let, akrobacie, cíle, koordinace roje).

Snad brzy dojde k nabíjení mobily, a další mobilní zařízení kdo je v dosahu Wi-Fi, Wi-Max nebo 5G?

Doslov: 10-20 let po rozsáhlé implementaci v každodenní životčetné elektromagnetické mikrovlnné zářiče (mobilní telefony, mikrovlny, Počítače, WiFi, Blu nástroje atd.) se švábi ve velkých městech najednou změnili ve vzácnost! Nyní je šváb hmyz, který lze nalézt pouze v zoologické zahradě. Najednou zmizeli z domovů, které kdysi tak milovali.

ŠVÁBI CARL!
Tato monstra, vůdci seznamu „radioodolných organismů“, bezostyšně kapitulovala!
Odkaz
LD 50 je průměrná letální dávka, to znamená, že dávka zabije polovinu organismů v experimentu; LD 100 - letální dávka zabije všechny organismy v experimentu.

Kdo je další na řadě?

Přípustné úrovně radiace ze základnových stanic mobilní komunikace(900 a 1800 MHz, celková úroveň ze všech zdrojů) v sanitárních a obytných oblastech se v některých zemích výrazně liší:
Ukrajina: 2,5 µW/cm². (nejtěžší sanitární standard v Evropě)
Rusko, Maďarsko: 10 µW/cm².
Moskva: 2,0 µW/cm². (norma existovala do konce roku 2009)
USA, skandinávské země: 100 µW/cm².
Dočasně přípustná úroveň(VDU) z mobilních radiotelefonů (MRT) pro uživatele radiotelefonů v Ruské federaci je stanovena na 10 μW/cm² (oddíl IV - Hygienické požadavky na mobilní pozemní radiokomunikační stanice SanPiN 2.1.8/2.2.4.1190-03 „Hygienické požadavky na umístění a provoz pozemních mobilních radiokomunikačních zařízení“).
V USA certifikát vydává Federální komise pro komunikace (FCC). mobilní zařízení, jehož maximální úroveň SAR nepřesahuje 1,6 W/kg (a absorbovaný výkon záření je snížen na 1 gram tkáně lidského orgánu).
V Evropě podle mezinárodní směrnice Komise pro ochranu před neionizujícím zářením (ICNIRP) Hodnota SAR mobilní telefon by neměl překročit 2 W/kg (v tomto případě je absorbovaný výkon záření snížen na 10 gramů tkáně lidského orgánu).
Nedávno ve Velké Británii bezpečná úroveňÚroveň SAR byla považována za 10 W/kg. Podobný obrázek byl pozorován v jiných zemích.
Maximální hodnotu SAR přijatou v normě (1,6 W/kg) nelze s jistotou přiřadit ani „tvrdým“ nebo „měkkým“ normám.
Normy přijaté v USA i v Evropě pro stanovení hodnoty SAR (veškerá probíraná regulace mikrovlnného záření z mobilních telefonů je založena pouze na tepelném efektu, tedy spojeném s ohřevem tkání lidských orgánů).
ÚPLNÝ CHAOS.
Medicína zatím nedala jasnou odpověď na otázku: škodí mobil/WiFi a do jaké míry?
Co se stane s bezdrátovým přenosem elektřiny pomocí mikrovlnných technologií?
Zde výkon nejsou watty a míle wattů, ale kW...

Poznámka: Typický WiMAX základna vyzařuje výkon přibližně +43 dBm (20 W) a mobilní stanice typicky vysílá rychlostí +23 dBm (200 mW).

Štítky:

• Elektřina
• Mikrovlnná trouba
• PoWiFi
• drony
• UAV

Přidat štítky

Pokud se má věřit historii, revoluční technologický projekt byl zmrazen kvůli nedostatku adekvátních finančních zdrojů Tesly (tento problém pronásledoval vědce téměř po celou dobu, kdy pracoval v Americe). Obecně řečeno, hlavní tlak na něj vyšel ze strany dalšího vynálezce Thomase Edisona a jeho společností, kteří prosazovali technologii stejnosměrného proudu, zatímco Tesla pracoval na střídavém proudu (takzvaná „Válka proudů“). Historie dala vše na své místo: střídavý proud se nyní používá v městských energetických sítích téměř všude, i když ozvěny minulosti přetrvávají dodnes (například jedním z uváděných důvodů poruch nechvalně známých vlaků Hyundai je používání přímých současné elektrické vedení v některých úsecích ukrajinské železnice).

Wardenclyffe Tower, kde Nikola Tesla prováděl své experimenty s elektřinou (foto z roku 1094)

Pokud jde o Wardenclyffe Tower, podle legendy Tesla předvedla jednomu z hlavních investorů J.P. Morgan, akcionář první vodní elektrárny na světě Niagara a měděných elektráren (měď, jak víte, se používá v drátech), funkční instalace pro bezdrátový přenos proudu, jejíž náklady by pro spotřebitele byly (pokud by takové instalace byly postaveny v průmyslovém měřítku) o řád levnější pro spotřebitele, poté, co přestal financovat projekt. Ať je to jak chce, o bezdrátovém přenosu energie se začalo vážně mluvit až o 90 let později, v roce 2007. I když je to ještě hodně daleko k tomu, aby elektrické vedení úplně zmizelo z městské krajiny, příjemné drobnosti jako bezdrátové nabíjení mobilního zařízení jsou nyní k dispozici.

Pokrok se plížil nepozorovaně

Pokud se podíváme do archivů IT zpráv minimálně před dvěma lety, pak v takových sbírkách najdeme jen ojedinělé zprávy o tom, že některé společnosti vyvíjejí bezdrátové nabíječky a ani slovo o hotových výrobcích a řešeních (kromě základní principy A obecná schémata). Dnes už bezdrátové nabíjení není něco superoriginálního nebo koncepčního. Podobná zařízení se široce prodávají (např. LG předvedlo své nabíječky na MWC 2013), testují se pro elektromobily (dělá to Qualcomm) a dokonce se používají v na veřejných místech(například na některých evropských nádražích). Kromě toho již existuje několik standardů pro takový přenos energie a několik aliancí je podporuje a rozvíjí.

Podobné cívky jsou zodpovědné za bezdrátové nabíjení mobilních zařízení, z nichž jedna je umístěna v telefonu a druhá v samotné nabíječce.

Nejznámějším takovým standardem je standard Qi, který vyvinulo Wireless Power Consortium, které takové zahrnuje známé společnosti, jako HTC, Huawei, LG Electronics, Motorola Mobility, Nokia, Samsung, Sony a asi sto dalších organizací. Toto konsorcium bylo organizováno v roce 2008 s cílem vytvořit univerzální nabíječku pro zařízení různých výrobců A značky. Norma při své práci využívá principu magnetické indukce, kdy základnovou stanici tvoří indukční cívka, která při napájení střídavým proudem ze sítě vytváří elektromagnetické pole. Nabíjené zařízení obsahuje obdobnou cívku, která na toto pole reaguje a je schopna přes ní přijatou energii přeměnit na stejnosměrný proud, který slouží k nabíjení baterie (více o principu fungování se dozvíte na webu konsorcia http:/ /www.wirelesspowerconsortium.com/what -we-do/how-it-works/). Qi navíc podporuje protokol přenosu dat mezi nabíječkami a nabíjecími zařízeními o rychlosti 2 kbps, který slouží k přenosu dat o požadovaném nabíjecím množství a požadovaném provozu.

Bezdrátové nabíjení pomocí standardu Qi dnes podporuje mnoho smartphonů a nabíječky jsou univerzální pro všechna zařízení, která tento standard podporují.

Qi má také vážného konkurenta – Power Matters Alliance, která zahrnuje AT&T, Duracell, Starbucks, PowerKiss a Powermat Technologies. Tato jména zdaleka nejsou na špici ve světě informačních technologií (zejména řetězec kaváren Starbucks, který je v alianci, protože se chystá zavést tuto technologii), - specializují se konkrétně na energetickou problematiku. Tato aliance vznikla ne tak dávno, v březnu 2012, v rámci jednoho z programů IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Standard PMA, který prosazují, funguje na principu vzájemné indukce – konkrétní příklad elektromagnetická indukce(což by se nemělo zaměňovat s magnetickou indukcí používanou Qi), kdy při změně proudu v jednom z vodičů nebo při změně vzájemné polohy vodičů dochází ke změně magnetického toku obvodem druhého, vytvořeného magnetickým polem generovaným proudem v prvním vodiči, což způsobuje výskyt elektromotorická síla ve druhém vodiči a (pokud je druhý vodič uzavřen) indukovaný proud. Stejně jako u Qi se tento proud převádí na stejnosměrný proud a přivádí se do baterie.

No, nezapomeňte na Alliance for Wireless Power, která zahrnuje Samsung, Qualcomm, Ever Win Industries, Gill Industries, Peiker Acustic, SK Telecom, SanDisk atd. Tato organizace ještě nepředstavila hotová řešení, ale mezi její cíle mimo jiné patří vývoj nábojů, které by fungovaly přes nekovové povrchy a které by nepoužívaly cívky.

Jedním z cílů Alliance for Wireless Power je schopnost nabíjet bez vázání na konkrétní místo nebo typ povrchu.

Ze všeho výše uvedeného můžeme vyvodit jednoduchý závěr: za rok nebo dva se většina moderních zařízení bude moci dobíjet bez použití tradičních nabíječek. Výkon bezdrátového nabíjení je zatím dostatečný hlavně pro smartphony, ale brzy se taková zařízení objeví i pro tablety a notebooky (Apple si nedávno patentoval bezdrátové nabíjení pro iPad). To znamená, že problém s vybíjením zařízení bude vyřešen téměř úplně - postavte nebo umístěte zařízení na určité místo a i během provozu se nabíjí (nebo se v závislosti na výkonu vybíjí mnohem pomaleji). Časem není pochyb o tom, že se jejich akční rádius rozšíří (nyní je nutné použít speciální podložku nebo stojan, na kterém zařízení leží, nebo musí být velmi blízko), a budou univerzálně instalovány do aut, vlaků a možná i letadla.

No a ještě jeden závěr – s největší pravděpodobností se nebude možné vyhnout další formátové válce mezi různými standardy a aliancemi, které je prosazují.

Zbavíme se drátů?

Bezdrátové nabíjení zařízení je samozřejmě dobrá věc. Ale pravomoci, které s tím vznikají, jsou dostatečné pouze pro uvedené účely. Pomocí těchto technologií stále není možné ani osvětlit dům, natož obsluhovat velké domácí spotřebiče. Nicméně experimenty s vysokovýkonným bezdrátovým přenosem elektřiny probíhají a jsou založeny mimo jiné na Teslových materiálech. Vědec sám navrhl nainstalovat po celém světě (zde se s největší pravděpodobností myslelo na vyspělé země v té době, kterých bylo mnohem méně než nyní) více než 30 přijímacích a vysílacích stanic, které by kombinovaly přenos energie s rozhlasovým a směrovým vysíláním. bezdrátová komunikace, což by nám umožnilo zbavit se četných vedení vysokého napětí přenos energie a přispěl ke sjednocení společností vyrábějících elektřinu v celosvětovém měřítku.

Dnes existuje několik metod pro řešení problému bezdrátového přenosu energie, ale všechny zatím umožňují dosahovat výsledků, které jsou v globálním měřítku nevýznamné; O kilometrech ani nemluvíme. Metody jako ultrazvukový, laserový a elektromagnetický přenos mají značná omezení (krátké vzdálenosti, nutnost přímé viditelnosti vysílacích zařízení, jejich velikost a v případě elektromagnetického vlnění velmi nízká účinnost a poškození zdraví silným polem). Proto nejvíce slibný vývoj spojené s využitím magnetického pole, přesněji řečeno rezonanční magnetické interakce. Jedním z nich je WiTricity, vyvinutý korporací WiTricity, kterou založil profesor MIT Marin Soljacic a řada jeho kolegů.

V roce 2007 se jim tedy podařilo přenést proud 60 W na vzdálenost 2 m. Stačilo rozsvítit žárovku a účinnost byla 40 %. Nespornou výhodou použité technologie však bylo, že prakticky neinteraguje s živými bytostmi (síla pole je podle autorů 10 tisíckrát slabší než to, co vládne v jádru skeneru magnetické rezonance) ani s lékařským vybavením. (kardiostimulátory atd.), ani s jiným zářením, což znamená, že nebude rušit například provoz stejné Wi-Fi.

Nejzajímavější je, že účinnost systému WiTricity je ovlivněna nejen velikostí, geometrií a konfigurací cívek, stejně jako vzdáleností mezi nimi, ale také počtem spotřebitelů, a to v pozitivním smyslu. Dvě přijímací zařízení umístěná ve vzdálenosti 1,6 až 2,7 m na obě strany od vysílací „antény“ vykazovala o 10 % lepší účinnost než jednotlivě – to řeší problém připojení mnoha zařízení k jednomu zdroji energie.