Implementácia bezdrôtového prenosu energie v priemyselnom meradle by mohla spôsobiť revolúciu v energetike a ovplyvnila by aj využívanie elektroniky v bežnom živote.
Elektrikár v spleti káblov. Zdroj: iStock.com/standret
Bezdrôtový prenos energie bol snom už Nikolu Teslu pred viac ako sto rokmi. Bezdrôtový prenos energie si môžeme predstaviť napríklad ako domácnosti bez káblov či zásuviek alebo krajinu bez vysokých elektrických stĺpov poprepájaných kilometrami káblov. Aj keď to môže znieť trochu ako sci-fi, neustále sa pracuje na riešeniach, ktoré by to umožnili. Ich implementácia v priemyselnom meradle by mohla spôsobiť revolúciu v energetickom priemysle a doslova zmeniť svet okolo nás.
V niektorých aspektoch života už bezdrôtový prenos energie nie je vecou budúcnosti, ale známou každodennou realitou. Príkladom môžu byť indukčné nabíjačky smartfónov, inteligentné hodinky či slúchadlá do uší.
Čo je bezdrôtový prenos energie?
Ako píše portál Interesting Engineering, bezdrôtový prenos energie (wireless power transmission – WPT) je prenos elektrickej energie z jedného bodu do druhého vákuom alebo vzduchom bez potreby káblov alebo iných fyzických prostriedkov. WPT možno použiť na zabezpečenie okamžitej dodávky energie alebo nepretržitej dodávky energie na požiadanie.
Základný princíp spočíva v premene elektrickej energie na elektromagnetické vlny, ktoré sa prenášajú vzduchom. Vysielač konvertuje elektrinu na mikrovlnné žiarenie alebo laserový lúč a smeruje ho k prijímaču. Prijímač, vybavený špeciálnymi anténami, premieňa tieto vlny späť na použiteľnú elektrickú energiu.
Moderné aplikácie tohto druhu technológie sa navrhujú tam, kde je konvenčné zapojenie cenovo nedostupné, nebezpečné alebo jednoducho menej pohodlné. Príklady dnes zahŕňajú bezdrôtové nabíjacie podložky určené pre inteligentné zariadenia.
Ako funguje bezdrôtová elektrina dnes
Technológia bezdrôtového napájania prešla dlhú cestu a teraz už máme niekoľko spôsobov, ako posielať elektrinu bez káblov. Všeobecne povedané, bezdrôtový prenos energie možno dosiahnuť rôznymi technikami, akými sú indukčná väzba, indukcia magnetickej rezonancie, elektrostatická indukcia, rezonančná indukčná väzba, ultrazvukové technológie a na veľmi veľké vzdialenosti sú špeciálne vyvinuté mikrovlnný prenos energie a laserový prenos energie.
Portál Alterga uvádza niekoľko praktických príkladov bezkáblového využívania energie:
- indukčné nabíjanie (v telefóne)
Ak ste niekedy nabíjali telefón na bezdrôtovej nabíjacej podložke, použili ste indukčné nabíjanie. Funguje tak, že vytvára elektromagnetické pole medzi dvoma cievkami – jednou v nabíjačke a druhou v telefóne. Nevýhoda? Zariadenie je potrebné umiestniť priamo na nabíjaciu podložku.
- magnetická rezonancia (nabíjanie na diaľku)
Magnetická rezonancia je podobná indukčnému nabíjaniu, ale umožňuje elektrine cestovať na dlhšie vzdialenosti. To znamená, že zariadenia nemusia byť položené priamo na nabíjacej podložke. Táto technológia sa testuje na nabíjanie elektrických vozidiel (EV), kde by sa mohli autá nabíjať pri parkovaní alebo dokonca počas jazdy.
- rádiofrekvenčný (RF) zber energie
Vedeli ste, že váš domov je už plný energie? Wi-Fi, bluetooth a mobilné signály prenášajú energiu, ktorá sa dá premeniť na elektrinu. Výskumníci pracujú na zachytávaní týchto signálov na napájanie malých zariadení, ako sú inteligentné domáce senzory a prenosné zariadenia.
- laserový prenos energie
Lasery nie sú len pre sci-fi filmy – môžu skutočne prenášať energiu. Vedci vyvíjajú systémy, ktoré využívajú laserové lúče na posielanie elektriny do prijímača. To by mohlo byť užitočné pre drony, satelity a vzdialené miesta, kde nie je pripojenie k zdroju energie možné.
VIDEO: Japonská technológia umožňuje bezdrôtové fungovanie všetkých spotrebičov v miestnosti. Zdroj: Youtube/ Viralvergemedia1722
Pionieri
Vedci z Tokijskej univerzity vyvinuli demonštračnú miestnosť, v ktorej sa elektrina bez káblov stala realitou. Prenos elektrickej energie sa tam uskutočňuje pomocou rezonancie, táto technika sa nazýva kvázistatická multimódová rezonancia dutiny.
Ďalším príkladom sú experimenty vykonané americkou armádou alebo NASA. Ich výsledkom je zostrojenie vrtuľníka alebo lietadla na elektrickú energiu prenášanú bezdrôtovo.
Pozrite si
Potenciál do budúcnosti
Technológiu, ktorá umožňuje prenos elektrickej energie bez káblov, ľudstvo zatiaľ nezvládlo aplikovať spôsobom, ktorý by v prípade vysokého výkonu umožňoval jej priemyselné využitie vo veľkom meradle. Potenciál tohto riešenia je však obrovský. Jeho prípadná popularizácia by mohla zmeniť napríklad spôsob, akým používame rôzne typy zariadení či domácich spotrebičov, mohla by tiež spôsobiť revolúciu v doprave a odstrániť obmedzenia elektromobilov a zanechala by stopy aj vo vojenskom priemysle.
Ďalšou z oblastí, ktorá by tiež prešla radikálnou zmenou, by bola energetická infraštruktúra. Efektívna implementácia takejto technológie by potenciálne vytvorila energetické siete bez káblov. Postupom času by sa elektrické vedenia alebo stĺpy elektrického vedenia, ktoré poznáme z každodenného života, mohli stať pozostatkom minulosti.
Vzhľadom na stále napredujúci výskum a vývoj už nie je otázkou, či sa bezdrôtový prenos energie stane súčasťou nášho každodenného života, ale kedy sa tak stane.
Zdroj: Interesting Engineering, Alterga, Science Advances
(LDS)
