БЕСПРОВОДНЫЕ СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ

WIRELESS METHODS OF ENERGY TRANSMISSION

Alexandra Shamina

Student, Department of Information Technologies, Artificial Intelligence and Socio-Social Technologies of Digital Society, Russian State Social University,

Russia, Moscow

Damir Bikbulatov

Scientific supervisor, Senior Lecturer, Russian State Social University,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

Рассмотрим различные методы беспроводной передачи энергии в области физики. Достижения и проблемы беспроводных методов передачи энергии, такие как электромагнитная индукция, микроволновые излучения, лазерная передача энергии. Описаны уже существующие успешные примеры передачи энергии и проекты, которые сейчас существуют и реализовывают свою деятельность.

ABSTRACT

This article discusses various methods of wireless energy transmission in the field of physics. The achievements and problems of wireless methods of energy transmission, such as electromagnetic induction, microwave radiation, laser energy transmission, are considered. The already existing successful examples of energy transfer and projects that now exist and are implementing their activities are described.

Ключевые слова: электромагнитная индукция; микроволнового излучения; лазерная передача энергии; системы беспроводного заряда.

Keywords: electromagnetic induction; microwave radiation; laser energy transfer; wireless charging systems.

В области физики изучение передачи энергии является важной областью исследований. С развитием технологий растет интерес к беспроводным методам передачи энергии, которые имеют ряд преимуществ перед традиционными проводными методами.

Электромагнитная индукция - один из наиболее распространенных методов беспроводной передачи энергии. Благодаря явлению взаимной индукции, на вторичной обмотке устройства создается наведенный ток с первичной обмотки. Недостатки технологии: КПД менее 40%, невозможность передачи больших мощностей, работа на небольшом расстоянии. [3, с. 14]

Микроволнового излучения. Основывается на использовании электромагнитного излучения СВЧ диапазона, отличается высокой эффективностью и направленностью передачи электрической энергии. Суть этого метода заключается в том, что источник генерирует микроволны и отправляет в приемник, тот преобразовывает их в энергию, поскольку как длина волны составляет 12 см они как бы не видимы для атмосферы, что означат, что потеря энергии составляет не более 5%. Таким образом, на данный момент метод остается одним из наиболее эффективных и перспективных решений для беспроводной зарядки электронных устройств. [2, с. 297]

Лазерная передача. Этот метод основан на использовании света, который имеет высокую энергию и может передаваться на большие расстояния. Лазерный луч создается с помощью оптического резонатора, который создает узкий и сильный пучок света. Этот луч направляется на приемник, где он преобразуется в электрическую энергию. Для эффективной работы необходима прямая видимость лазера и фотоприемника. Однако из-за высоких потерь в атмосфере, около 95%, этот способ применим только в безвоздушных пространствах. [4, с. 404]

Русские ученые в 2022 году завершили разработку солнечной космической электростанции (СКЭС) которая будет передавать энергию с орбиты на землю с помощью лазеров. Это дает надежды на развитие лазерного метода. Так же есть исследования, которые в качестве способа передачи энергии со спутника на землю рассматриваю микроволны. В них утверждается, что КПД будет выше, чем в лазерном, но действующих прототипов пока нет.

Уже есть успешные примеры передачи энергии с использованием микроволн на расстояние в 1км и мощностью 1,6 кВт. Сделала это компания Scope-M, которая так же планирует передавать энергию из космоса. [6]

Emrod работает с Powerco в Новой Зеландии над грандиозным проектом. Суть его в том, что солнечная ферма будет вырабатывать электричество, а микроволны будут передавать эту энергию потребителям на расстояние в несколько километров. Некоторые читатели, возможно, помнят, что такое “излучение энергии” было опробовано ранее во время энергетического кризиса 1970-х годов, когда НАСА занималось разработкой спутниковой системы солнечной энергетики. Фактически, рекорд НАСА по передаче 34 кВт электроэнергии на расстояние 1 мили все еще остается в силе [1, с. 2].

Без внимания не остались и электромобили. В Швеции впервые появилась «умная» дорога. Эта дорога может подзаряжать проезжающие по ней электромобили путем беспроводной передачи энергии. Создается канавка, глубиной 8 см, туда укладываются индукционные провода, а затем все покрывается слоем асфальта. [5, с. 22] В первую очередь новая дорога была испытана на автобусах и тяжелых автомобилях.

Список литературы:

1. Rajeev Bansal The Dream Is Alive! [Microwave Surfing]: [Microwave Surfing]. Connecticut: IEEE Microwave Magazine, 2021.
2. Дмитриенко Д.В. Беспроводная передача электроэнергии: состояние и перспективы исследования // elibrary.ru — 2022. — [электронный ресурс] — Режим доступа. —  URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=49055687
3. Ермеш М.Н. Методы формерования основного электромагнитного потока для беспроводной передачи электрической энергии. Уфа: НИЦ Вестник науки, 2022. — 191 с.
4. Загуменов С.К. Способы беспроводной передачи электричества. Курск: Инновационный потенциал развития общества: взгляд молодых ученых ТОМ 4, 2022. — 406 с.
5. Истомин А.В., Добрицына А.П., Ермолаева В.В. «Умные» дороги с беспроводной зарядкой для электромобилей. Саратов: Тенденции развития науки и образования, 2020. — 24 с.
6. Микроволновый передатчик энергии смог передать 1,6 кВт по воздуху с расстояния в один километр [Электронный ресурс]. — Режим доступа. —  URL: https://new-science.ru/kompaniya-mojo-testiruet-kontaktnye-linzy-dopolnennoj-realnosti/ (дата обращения: 11.05.2023).