Bezprzewodowy przesył energii elektrycznej

fot. witricity.com

Rozwiązanie z MIT gwarantuje bezprzewodowy przesył energii elektrycznej

Eric Giler chce uwolnić nasze codzienne życie od kabli za pomocą bezprzewodowej energii elektrycznej. W czasie prezentacji na TED prezentuje WiTricity, przełomowe rozwiązanie powstałe na MIT. WiTricity jest niemalże gotowym do użycia wynalazkiem, który być może wkrótce naładuje twoją komórkę, telewizor, samochód lub rozrusznik serca.

Treść prezentacji:

Pierwsze wizje bezprzewodowej energii były właściwie kreowane przez Nikolę Teslę około 100 lat temu. Myśl, że chciałbyś transportować energię elektryczną bezprzewodowo wydawała się wtedy dziwna. Ludzie podchodzili do tego: "Kto by tego używał, jeżeli byś nawet potrafił?" Dlatego też Tesla postanowił stworzyć kilka rzeczy związanych z tym zagadnieniem. Zbudował więc transformator Tesli. Ta wieża została zbudowana na Long Island na początku XX w. Ideą, jaka za tym stała, była możliwość przesyłania energii w dowolne miejsce na Ziemi. Nigdy nie dowiemy się, czy to by zadziałało. Tak naprawdę sądzę, że Federalne Biuro Śledcze (FBI) zabroniło jej eksploatacji ze względów bezpieczeństwa gdzieś na początku XX w.

Jedno jest pewne, jeżeli chodzi o elektryczność - - kochamy ją. Po prostu kochamy. Jeżeli wyjdziecie na dwór, to zobaczycie tryliony dolarów zainwestowane na całym świecie w infrastrukturę, układanie kabli, wszystko to po to, aby przenieść energię z miejsca gdzie powstała do miejsca, gdzie jest używana. Osobną kwestią jest to, że kochamy baterie. I dla tych z nas, dla których istotne jest dobro środowiska, co roku produkuje się około 40 miliardów jednorazowych baterii. Dla przechowania energii, która dosłownie używana jest zaledwie kilka kroków od źródła taniej energii.

Zanim jednak zająłem się tym tematem, pomyślałem "wiecie, jestem z Północnej Ameryki. Mamy pewną reputację tutaj, w Stanach Zjednoczonych". Dlatego pomyślałem, że najpierw sprawdzę. Szóstą definicją jest północnoamerykańska definicja słowa ssać/być do bani (suck). Przewody są do bani, naprawdę. Pomyślcie o tym. Nie ważne, czy na obrazku jesteście wy, czy coś pod waszym biurkiem. Osobną kwestią jest to, że baterie też są do bani. Naprawdę, naprawdę do bani. Czy kiedykolwiek zastanawialiście się, co się z nimi dzieje? Produkuje się aż 40 miliardów ich sztuk. A dzieje się z nimi to.Rozpadają się, rozkładają, i kończą tutaj.

Jeżeli więc mówimy o drogiej energii, to koszt kilowatogodziny przy zasilaniu z bateriiwynosi około 1000-1500 PLN. Pomyślcie o tym. Najkosztowniejsza sieć na świeciewykorzystuje tysiące takich rzeczy. Na szczęście inna z definicji słowa "ssania" jest "tworzenie próżni". A natura naprawdę nie lubi próżni.

To właściwie wyglądało tak, że grupa fizyków teoretyków z MIT stworzyła koncepcję przenoszenia energii na odległość. Byli w stanie zaśilić 60-watową żarówkę z odległości około 2 metrów. uzyskali przy tym 50-procentową skuteczność. Ale i tak jest to o kilka tysięcy lepszy wynik niż w przypadku baterii. Więc byli w stanie zasilić żarówkę i osiągnęli swój cel. To właściwie był eksperyment. Dlatego cewki były nieco przerośnięte. Z obecnego punktu widzenia zasilenie żarówki było banalne.

To wszystko powstało w głowie profesora którego trzecią noc z rzędu budziła komórka żony, w której kończyła się bateria. Pomyślał on "przy tej całej elektryczności w ścianachczemu nie sprawimy, że część przejdzie do telefonu i będę mógł się wyspać?" I wtedy wyszedł pomysłem rezonansowego transferu energii. Wewnątrz zwykłego transformatora są dwie cewki z drutu. I te dwie cewki są bardzo, bardzo blisko siebie i jeżeli chcemy faktycznie przenieść energię magnetycznie i bezprzewodowo, to możemy to zrobić tylko na mały dystans.

Co Dr. Soljacicowi udało się zrobić, to rozsunąć cewki transformatora na odległość większą niż rozmiary samego transformatora. Zrobił to dzięki technologii, która nie różni się od sposobu, w jaki śpiewaczki operowe kruszą szkło. To fenomen rezonansu za który dostał nagrodę MacArthur Fellowship Award, znaną jako Nagroda Geniuszy, we wrześniu zeszłego roku.

Jak to działa? Wyobraźcie sobie cewkę. Dla tych, którzy są inżynierami, jest do niej podłączony kondensator. Jeżeli uda ci się sprawić, by cewka zaczęła drgać, by zaczęła pulsować proporcjonalnie do częstotliwości prądu, z całkiem dużą częstotliwością, tak przy okazji. Jeżeli uda ci się przysunąć inne urządzenie wystarczająco blisko, to będzie ono pulsowało z dokładnie tą samą częstotliwością. Może się nawet udać coś, co nazywamy sprzężeniem, czyli przenieść energię magnetyczną pomiędzy nimi. Czyli bierzemy elektryczność, zamieniamy ja na pole magnetyczne, a następnie z powrotem w elektryczność. I możemy zacząć jej używać.

Pojawiło się wiele pytań, np. czy telefony komórkowe będą bezpieczne. No wiecie, co z bezpieczeństwem? Po pierwsze - to nie jest technologia radiacyjna. Nie promieniuje. Tu nie ma pól elektrycznych. Wykorzystujemy pole magnetyczne. To cały czas pozostaje w tym, co nazywamy źródłem, lub wewnątrz urządzenia. Właściwie, to pole magnetyczne, jakiego używamy jest identyczne z ziemskim polem magnetycznym. Żyjemy w polu magnetycznym.

Inną rzeczą, całkiem niezłą, dotyczącą tej technologii jest to, że przenosi ona energię tylko do rzeczy, które pracują z dokładnie tą samą częstotliwością. I jest praktycznie niemożliwym, aby w naturze pojawiło się coś takiego. Poza tym wszędzie mamy rządowe instytucje, które będą to regulowały. Te urzędy wyznaczyły normy, w których mieści się wszystko, co dzisiaj wam pokażę.

Przenośna elektronika. Domowa elektronika. Te przewody pod waszym biurkiem. Założę się, że każdy z nas ma coś podobnego albo takie baterie. Oczywiście, istnieją też zastosowania przemysłowe. No i wreszcie elektryczne pojazdy. Elektryczne auta są piękne. Ale komu będzie się chciało je codziennie ładować? Wyobraźcie sobie, że wjeżdżacie do garażu - zbudowaliśmy taki system - wjeżdżacie, a samochód sam się ładuje. Dzięki macie, na podłodze, która jest podłączona do kontaktu. Sprawia ona, że auto ładuje się bezpiecznie, z dużą wydajnością. Są jeszcze inne zastosowania. Wszczepione urządzenia medyczne. Ludzie nie muszą już umierać z powodu zakażeń,jeżeli uszczelnimy te rzeczy. Karty kredytowe, roboty-odkurzacze.

Chciałbym poświęcić kilka minut i pokazać wam, jak to właściwie działa. Co zrobię, to pokażę wam, co tutaj jest. Mamy cewkę. Cewka jest podłączona do wzmacniacza radiowego. tworząc pole magnetyczne o dużej częstotliwości Umieszczamy drugą cewkę z tyłu telewizora. Przy okazji - jesteśmy w stanie to uprościć. Tutaj jest sporo elektroniki i tajnych rzeczy oraz pełno własności intelektualnej. Teraz wytworzy się pole, które spowoduje powstanie kolejnego po drugiej stronie.

I jeżeli bogowie demonstracji na żywo będą mili to w ciągu 10 sekund zobaczymy efekt. 10 sekund jest potrzebne, bo właściwie... Nie wiem, czy kiedykolwiek myśleliście o włączaniu TV poprzez podłączanie wtyczki do sieci. Zazwyczaj po prostu naciskamy przycisk. Dlatego pomyślałem aby wsadzić tam komputer, który musi się obudzić i z kolei obudzić TV.Dlatego podłączę go. To tworzy tutaj magnetyczne pole. Które generuje kolejne pole tutaj. I jak powiedziałem - w ciągu 10 sekund powinniśmy zobaczyć

To jest powszechnie... (Brawa) powszechnie dostępny zestaw telewizyjny. Wyobraźcie sobie, że macie takie coś i chcecie powiesić to na ścianie. Ilu ludzie chce wieszać telewizory na ścianie? Pomyślcie nad tym. Nie chcecie tym wstrętnych zwisających kabli.Wyobraźcie sobie, że możecie się ich pozbyć.

Inną kwestią, jaką chciałem poruszyć, jest bezpieczeństwo. Nic się tutaj nie dzieje - nic mi nie jest. Zrobię to znowu, tak dla pewności. Od razu ludzie pytają: "Jak małym możecie to zrobić? Czy możecie to zrobić wystarczająco małym?" Jak pamiętacie, pierwszym pomysłem Dr Soljacica był sposób na rozładowany telefon jego żony.

Dlatego pokażę wam coś. Mamy odpowiednie możliwości projektowe. To jest telefon Google G1. Wiecie - to nowość, która ostatnio pojawiła się na rynku. Korzysta on z systemu operacyjnego Android. Myślę, że ktoś o tym już mówił. To dziwne. To ma baterię.Ale ma też elektronikę opartą na cewkach, którą WiTricity umieściło na jego tyle. Jeżeli uda mi się... kamera!... okej, super jak widzicie, jak się zbliżam... patrzycie na telefon zasilany bezprzewodowo. (Brawa)

Wiem, że część z was jest fanami Apple. Wiecie, nie jest łatwo dostać się do wnętrza telefonów Apple. Dlatego zaczepiliśmy coś na tyle obudowy, jednak i to powinno zadziałać.Ci, którzy mają iPhone'a, z pewnością rozpoznają ten zielony ekran. (Brawa)

Podobnie rzecz się ma z Nokią. Możecie zobaczyć, że dodaliśmy takie małe coś na tylnej klapce. To powinno dać sygnał, gdy się włączy. Jednak zazwyczaj tylko rozjaśniają ekran.Wyobraźcie sobie, że te rzeczy mogłyby być w waszych sufitach. Mogłyby być w podłogach. Mogłyby być w pod waszym biurkiem. Dlatego gdybyście wchodzili do domu, i mieli dane urządzenie w torebce, to to już by działało. Nie musielibyście się martwić już o podłączanie różnych rzeczy. Pomyślcie, co by to dla was oznaczało.

Źródło: ted.com