электромобильная революцию - передача энергии без проводов

Эксперименты по беспроводной передаче электроэнергии начались белее 100 лет назад с опытов Н.Тесла. В статье приведены результаты исследования способов однопроводной и беспроводной передачи энергии. Предложена новая схема однопроводной и беспроводной передачи энергии. Описаны примеры беспроводной передачи энергии на электродвигатель, который не связан проводниками с источником энергии. Приведен пример свечения лампы накаливания 220В, 25Вт в разорванной однопроводной линии, связанной узлом по изоляции. Приведены эксперименты, демонстрирующие свечение ламп накаливания 220 В, 25 Вт в руке экспериментатора. Эксперименты показывают, что революционные идеи Н.Тесла по беспроводной передаче энергии по-прежнему актуальны и имеют реальные перспективы.

1.     Однопроводная передача энергии.

Эксперименты по однопроводной и беспроводной передаче электроэнергии начались белее 100 лет назад с опытов Н.Тесла. Спустя много лет интерес к этой проблеме возник опять, особенно после того, как С.В.Авраменко продемонстрировал передачу переменного тока по одному проводу в Московском научно-исследовательском электротехническом институте [1].

Рис.1. Схема Авраменко С.В. [1].

Основу устройства для однопроводной передачи энергии составляет "вилка Авраменко", которая представляет собой два последовательно включенных полупроводниковых диода, к средней точке которых подключена однопроводная линия (рис.1) [1 - 4].

Реальность однопроводной передачи энергии вызвало у автора желание экспериментально проверить возможность беспроводной передачи энергии – основной задачи, которую успешно решил Н.Тесла, но которая до сих пор не повторена в экспериментах.

2. Новые эксперименты по однопроводной передаче энергии.

            Для проверки идей Н.Тесла и их реализации автором настоящей статьи были проведены эксперименты по передаче электроэнергии по одному проводу и беспроводная передача энергии. Для этой цели разработана специальная схема однопроводной и беспроводной передачи энергии. В нашей схеме не использовалась "вилка Авраменко". Вместо "вилки Авраменко" использовалась обычная мостовая схема. В проведенных экспериментах выяснилось, что мостовая схема оказалась значительно эффективней, чем "вилка Авраменко". Кроме этого, были внесены и другие усовершенствования в схему Авраменко. Новая схема приведена на рис.2. В состав передающего узла входят трансформатор и генератор, подключенный к источнику питания Б5-47. Схема приемного узла показана на рис.2 справа от трансформатора.

Рис.2. Однопроводная передача энергии по схеме Косинова Н.В..

На схеме, изображенной на рис.2, обозначены: 1 - генератор, 2 - расширитель спектра, 3 - "антенна", L – линия передачи. Общий вид устройства показан на рис.3. Свечение лампы накаливания 220В, 25Вт в однопроводной линии передачи, реализованной по новой схеме, можно видеть на фото рис.3.

Рис. 3. Общий вид устройства для демонстрации однопроводной передачи энергии по новой схеме.

Энергией устройство обеспечивает источник питания постоянного тока Б5-47, позволяющий получать напряжение 0 - 30В. Нагрузкой служит лампа накаливания 220В, 25Вт. Генератор и трансформатор размещены в корпусе из диэлектрика. Диоды, конденсатор, лампа, элементы 2 и 3, составляющие приемник энергии, размещены в бело-голубом пластмассовом корпусе под лампой (рис.3). Приемный узел соединен с трансформатором одним проводом.

            Яркость свечения лампы зависит от мощности генератора. При повышенном напряжении на выходе источника питания Б5-47 в пределах 16 – 18 вольт лампа 220В, 25Вт горит почти полным накалом (рис.4).

электромобильная революцию - передача энергии без проводов

Разработан новый способ беспроводной передачи энергии, могущий вызвать электромобильную революцию, передает Compulenta со ссылкой на пресс-релиз Стэнфордского университета.

Хотя в самом принципе нет ничего нового и, строго говоря, на нём работали ещё радио Попова и передатчик Тесла, учёные заявляют, что их способ вполне готов к практическому применению.

Дело в том, что прежние разработки были «широковещательными»: они занимали значительную часть волнового диапазона, а это вело к высокому поглощению электромагнитных волн препятствиями и даже воздухом; КПД такой передачи был низким, а рассеивание — высоким. Исследователи из Стэнфордского университета (США) заявляют, что им удалось добиться избирательности передачи энергии на небольших расстояниях.

Система была проверена на дистанциях до 2 м, при мощностях до 10 кВт. Такая мощность примерно соответствует потреблению едущего по шоссе автомобиля, а расстояние позволяет снабжать транспортное средство от проводников, находящихся под дорожным покрытием. Даже при наличии между элементами системы металлических пластин, имитирующих корпус автомобиля, КПД передачи электроэнергии составил, по заявлениям исследователей, 97%.

Учитывая, что предшествующие опыты в этой области ограничивались подтверждённым КПД, не превышающим 45%, речь идёт о настоящем прорыве.

Итак, если разместить под шоссе линии индуктивных катушек, подключённых к ЛЭП, то они будут возбуждать ток в генераторах едущих электромобилей и тем самым подзаряжать их аккумуляторы. Сompulenta напоминает, что лучшие серийные электроавто с трудом преодолевают 160 км без подзарядки, которая к тому же длится многие часы. Перманентная подпитка во время поездки придаст электромобилям почти неограниченную «дальнобойность», позволив им стать значительно практичнее обычных машин. Небольшой электрокроссовер потребляет 19–20 кВт•ч на 100 км пробега (в деньгах это меньше 50 руб.), в то время как стоимость заправки для бензиновой версии той же машины не опускается ниже 200 рублей.

Технические подробности пока не ясны – технология только патентуется. Описанный исследователями принцип — классический для массового трансфера электроэнергии на расстояние. Единственное названное отличие системы — в малой дистанции передачи, которое и позволяет, видимо, добиться высокого КПД.

Сами разработчики видят ещё одно применение для такого рода систем — увеличение точности GPS-навигации. По словам Свена Бейкера, исполнительного директора Стэнфордского центра автомобильных исследований, точность GPS не превышает 10 м: система знает, в какой именно точке планеты вы находитесь, но не может точно указать, занимаете ли вы, например, свою полосу шоссе. А в предложенной разработке магнитное поле индуктивных катушек, выстроенных в ряд под дорогой, будет точным ориентиром середины полосы движения. Это может сослужить добрую службу для систем управления автомобилем без водителя.

Как отмечает Шаньхуэй Фань, один из авторов концепции, подобные технологии могут быть применены для передачи электроэнергии на малые расстояния в жилых домах и иных закрытых помещениях, с тем чтобы избавиться от проводов, ведущих к электробытовой технике. Впрочем, учёным ещё предстоят дополнительные исследования, для того чтобы убедиться в полной безопасности такого способа для здоровья людей и животных. Кроме того, уже запланированы испытания на экспериментальной трассе.

Концепция массового применения электромобилей давно вызывает определённые вопросы у экспертного сообщества. Так, стоимость ввода в строй одного киловатта мощности на электростанции начинается с $1 400. Если бы столько же стоил киловатт мощности двигателя обычного автомобиля, вы платили бы за мотор «Жигулей» никак не меньше $100 тыс. Полная электрификация личного транспорта заставит развёртывать «вторую энергетику», сравнимую по стоимости с уже существующей. И это не говоря о новых ЛЭП, линиях индуктивных катушек под шоссе и прочем, резюмирует Compulenta.