Мрія Ніколи Тесли стане реальністю: як електрика живитиме будинки без дротів

Про перспективи та проблеми цього напряму розповіло видання Sustainability Times.

Нікола Тесла та його послідовники

Нікола Тесла 1901 року запропонував систему для передачі електроенергії через іоносферу Землі. Хоча його амбітну ідею не вдалося втілити, вона надихнула багатьох винахідників0.

У 1964 році інженер Вільям Браун успішно запустив невеликий вертоліт за допомогою мікрохвиль. До 1975 року у співпраці з NASA Брауну вдалося передати 30 кіловат на відстань в одну милю, хоча і з ефективністю всього 50%. Сьогодні досягнення в галузі лазерних технологій, мініатюризації та обчислювальної потужності відродили інтерес до бездротового передавання енергії.

Як передають енергію вже сьогодні

Сучасні дослідники експериментують з електромагнітними хвилями, радіохвилями та лазерами для передачі енергії без матеріальних сполук. Сонячна електростанція в космосі теоретично могла б передавати на Землю до 1 гігавата енергії, що еквівалентно атомній електростанції.

Кілька компаній, таких як EMROD у Новій Зеландії та Reach Power у США, вже досягли ефективності близько 95% і мають намір збільшити її до 99%. Проте залишаються суттєві проблеми. Енергоефективність має бути оптимізована для мінімізації втрат, а протоколи безпеки мають гарантувати, що здоров'я людини не наражається на ризик. Крім того, діапазон довжин хвиль цих хвиль вимагає великих приймальних антен, що створює ще одну перешкоду для широкого впровадження. Подолання цих проблем матиме важливе значення для розкриття повного потенціалу бездротової енергії.

Бездротова передача енергії має величезний потенціал у різних галузях. Уявіть собі супутники і безпілотники, що працюють нескінченно без необхідності заміни батарей, або електромобілі, що заряджаються на ходу. У віддалених районах, де відсутня інфраструктура, бездротова енергія може стати надійним джерелом енергії без необхідності проведення великих земляних робіт. Крім того, вона може замінити традиційні резервні генератори на приймальні антени, пропонуючи чистішу альтернативу.

На відміну від багатьох футуристичних технологій, бездротова передача енергії вже знаходить практичне застосування. NASA проявляє великий інтерес, а такі компанії, як Powercast і Wi Charge, тестують рішення для живлення інтелектуальних датчиків і освітлення магазинів. Тим часом японське JAXA планує створити космічну сонячну електростанцію, здатну виробляти 1 гігават до 2030 року. Якщо дослідження і розробки триватимуть у нинішньому темпі, перехід до бездротової електромережі може відбутися раніше, ніж передбачалося.

Раніше писали, що вчені навчилися передавати електрику повітрям за допомогою ультразвуку. У звичайних умовах електроенергія розгалужується в різних напрямках, але в розрідженому повітрі ці потоки можна направляти навіть в обхід перешкод.