Ученые нашли способ беспроводной передачи электроэнергии соседнему движущемуся объекту.

Метод может иметь применение в транспорте, медицинских устройствах и т. Д. Например, если бы электромобили могли заряжаться при движении по шоссе, это фактически устранило бы беспокойство по поводу их дальности и снизило бы их стоимость, возможно, сделав электричество стандартным топливом для транспортных средств.

«Помимо продвижения беспроводной зарядки транспортных средств и персональных устройств, таких как мобильные телефоны, наша новая технология может внедрять роботизированные технологии в производство, которые также находятся в движении», - говорит Шанхуй Фан, профессор электротехники в Стэнфордском университете и старший автор изучение.

«Теоретически, можно было ездить на неограниченное время, не останавливаясь, чтобы зарядиться ...»

«Нам по-прежнему необходимо значительно увеличить количество электроэнергии, которая будет передана для зарядки электромобилей, но нам, возможно, не нужно слишком сильно продвигать дистанцию», - говорит он.

Группа построена на существующей технологии, разработанной в 2007 в Массачусетском технологическом институте для передачи электроэнергии по беспроводной сети на расстоянии нескольких футов к неподвижному объекту. В новой работе команда передала электричество по беспроводной сети на движущуюся светодиодную лампу. Эта демонстрация включала только заряд 1-милливатт, в то время как электромобилям часто требуется десятки киловатт.

В настоящее время команда работает над значительным увеличением количества электроэнергии, которое может быть передано, и настройки системы для увеличения расстояния передачи и повышения эффективности.

Дальше

Беспроводная зарядка будет направлена ​​на основной недостаток подключаемых электрических автомобилей - их ограниченный диапазон движения. Компания Tesla Motors ожидает, что ее будущая модель 3 будет стоить больше, чем 200 мили за один заряд, а Chevy Bolt, который уже на рынке, имеет рекламируемый диапазон миль 238. Но электромобили обычно требуют нескольких часов для полной зарядки. Эти ограничения можно преодолеть с помощью системы с зарядом по мере необходимости.

«Теоретически, можно было ездить на неограниченное время, не останавливаясь, чтобы зарядиться», - объясняет Фан. «Надеюсь, вы сможете зарядить свой электрический автомобиль, пока едете по шоссе. Катушка в нижней части автомобиля могла получать электричество от серии катушек, подключенных к электрическому току, встроенному в дорогу ».

Некоторые эксперты по транспорту предусматривают автоматизированную систему автодорог, где без водителя без электричества электрифицированы солнечной энергией или другими возобновляемыми источниками энергии. Целью было бы сократить количество несчастных случаев и резко улучшить движение транспорта при одновременном снижении выбросов парниковых газов.

Беспроводная технология также может помочь GPS-навигации без водителя. GPS точно до 35 футов. Для безопасности автономные автомобили должны находиться в центре полосы, где встроены катушки передатчика, обеспечивая очень точное позиционирование спутников GPS.

Сделано с магнитами

Передача беспроводной сети среднего диапазона основана на магнитно-резонансной связи. Так же, как крупные электростанции генерируют переменные токи путем вращения катушек провода между магнитами, электричество, движущееся по проводам, создает колебательное магнитное поле.

Это поле также приводит к колебаниям электронов в соседней катушке проводов, тем самым передавая мощность по беспроводной сети. Эффективность переноса еще больше повышается, если обе катушки настроены на одну и ту же магнитную резонансную частоту и расположены под правильным углом.

Тем не менее, непрерывный поток электроэнергии может поддерживаться только в том случае, если некоторые аспекты схем, такие как частота, настраиваются вручную по мере перемещения объекта. Таким образом, либо катушка передачи энергии, либо катушка приемника должны оставаться почти неподвижными, или устройство должно быть настроено автоматически и непрерывно - значительно сложный процесс.

Чтобы решить эту задачу, исследовательская группа устранила радиочастотный источник в передатчике и заменила его на коммерчески доступный усилитель напряжения и резистор обратной связи. Эта система автоматически определяет правильную частоту для разных расстояний без необходимости вмешательства человека.

«Добавление усилителя позволяет очень эффективно передавать энергию в большинстве диапазонов на три фута и, несмотря на меняющуюся ориентацию приемной катушки, - говорит аспирант Сид Ассававоррарит, ведущий автор исследования. «Это устраняет необходимость автоматической и непрерывной настройки любого аспекта схем».

Assawaworrarit проверил подход, поставив светодиодную лампу на приемную катушку. В обычной настройке без активной настройки яркость светодиодов будет уменьшаться с расстоянием.

В новой установке яркость оставалась постоянной, когда приемник удалялся от источника на расстояние около трех футов. Недавно команда поклонников подала заявку на патент на последний шаг.

Группа использовала готовый универсальный усилитель с относительно низкой эффективностью около 10 процентов. Они говорят, что усилители на заказ могут повысить эффективность до более чем 90 процентов.

«Мы можем переосмыслить, как поставлять электроэнергию не только нашим автомобилям, но и более мелким устройствам на наших телах или в наших телах», - говорит Фан. «Для всего, что может выиграть от динамической беспроводной зарядки, это потенциально очень важно».

Центр работы Tomcat по устойчивой энергетике в Стэнфорде поддержал часть работы.

{youtube}7nkOgiTxfEs{/youtube}

Источник: Стэнфордский университет

Похожие книги:

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon