Беспроводное питание. Беспроводная передача энергии на большие расстояния
Продолжение статьи «Беспроводное питание»
С помощью индукции, с резонансом или без него, удается передавать энергию на сравнительно небольшие расстояния. Однако существуют проекты, беспроводной передачи энергии, предусматривающие передачу электрической энергии на мили. Имеется даже несколько проектов передачи энергии на Землю из космоса.
В 1980-х годах в Канадском научно-исследовательском центре связи был создан небольшой самолет, который приводился в движение с использованием энергии, направляемой на него в виде луча с земли. Беспилотный самолет, который назвали Stationary High Altitude Relay Platform (SHARP), предназначался для использования в качестве связного ретранслятора. Вместо того, чтобы летать из одной точки в другую, SHARP должен был описывать круги диаметром два километра на высоте около 13 миль (21 километр). Более того, самолет мог бы летать без посадки в течение месяцев.
Секрет большой длительности беспосадочного полета самолета SHARP состоял в том, что на земле располагался мощный микроволновой передатчик. Кольцеобразная траектория полета самолета находилась в зоне излучения этого передатчика. Располагающаяся за крыльями самолета большая дискообразная выпрямляющая антенна, или ректенна, преобразовывала энергию микроволн в электрическое напряжение постоянного тока. Благодаря взаимодействию микроволн с ректенной, самолет SHARP, находясь в зоне действия излучающей микроволны антенной решетки, постоянно получал электрическое питание.
Во многих теориях, посвященных беспроводной передаче энергии, выпрямляющие антенны занимают центральное место. Они как правило представляют собой решетку дипольных антенн с положительными и отрицательными полюсами. Эти антенны подключаются к полупроводниковым диодам. Такая система действует следующим образом:
Микроволны, являющиеся частью электромагнитного спектра, попадают на дипольные антенны.
Эти антенны вбирают энергию микроволн и переносят ее к диодам.
Диоды действуют как ключи. Открываясь или закрываясь в нужный момент, они, подобно турникету, пропускают электроны только в одном направлении. После диодов электроны попадают на схему ректенны.
Задачей этой схемы является подача электроэнергии на элементы и системы, которые в ней нуждаются.
Другие идеи, решающие задачу передачи энергии на еще большие расстояния, также предусматривают использование ректенн. David Criswell из Хьюстонского университета предложил использовать микроволны для передачи электроэнергии на Землю с солнечных электростанций, расположенных на Луне. Предполагается, что на Земле десятки тысяч приемников будут улавливать эту энергию, а ректенны преобразуют ее в электричество.
Микроволны легко проходят сквозь атмосферу, а ректенны выпрямляют их с образованием электричества очень эффективно. Кроме того, базирующиеся на Земле ректенны могут быть собраны в конструкции, напоминающие сетку, пропускающую к поверхности солнечные лучи и дождь, что сведет к минимуму отрицательное воздействие на окружающую среду. Такая система может обеспечить человечество чистой энергией. Однако у нее есть и некоторые недостатки.
Солнечные электростанции на Луне будут нуждаться в контроле и техническом обслуживании. Иными словами, проект потребует создания жизнеспособных обитаемых лунных станций.
В любой заданный момент времени лишь часть поверхности Земли находится на линии прямой видимости с Луной. Для того, чтобы вся планета была обеспечена стабильным энергоснабжением, нужно, чтобы сеть спутников обеспечивала переадресацию микроволновой энергии.
Многим людям не понравится то, что придется все время находиться под потоком микроволн из космоса, даже если риск для здоровья окажется сравнительно небольшим.
В то время, как ученые построили действующие прототипы самолетов, работающих на микроволновой энергии, крупномасштабные проекты, такие как солнечные электростанции на Луне, все еще не вышли за пределы теории. Однако с ростом численности населения Земли потребности в электроэнергии будут опережать возможности ее производства и распространения. В конечном итоге, может оказаться, что беспроводная передача энергии станет необходимостью, а не просто интересной идеей.
Источник:
Просмотров: 4874
Ваш коментарий будет первым
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять коментарии. Пожалуйста зарегистрируйтесь или войдите в ваш аккаунт.
Продолжение статьи «Беспроводное питание»
Ваш коментарий будет первым
