Bezdrátový přenos elektřiny

Bezdrátový přenos elektřiny  je způsob přenosu elektrické energie bez použití vodivých prvků v elektrickém obvodu .

Mezi technologické principy takového přenosu patří indukční (na krátké vzdálenosti a relativně nízké výkony), rezonanční (používaný v bezkontaktních čipových kartách a RFID čipech ) a směrový elektromagnetický pro relativně velké vzdálenosti a výkony (v rozsahu od ultrafialového po mikrovlnný ).

Do roku 2011 proběhly následující úspěšné experimenty s přenosem energie o výkonu řádově desítek kilowattů v mikrovlnném rozsahu s účinností asi 40 % : v roce 1975 na Goldstone Observatory (Kalifornie) a v roce 1997 na Grand Bassin na ostrově Réunion (dojezd řádových kilometrů, výzkum v oblasti energetického zásobování obce bez položení kabelové energetické sítě).

Historie bezdrátového přenosu energie

• V 1820 , André Marie Ampère objevil právo (později pojmenovaný Ampère právo po objeviteli ) ukazovat, že elektrický proud produkuje magnetické pole.
• V roce 1831 objevil Michael Faraday zákon indukce , důležitý základní zákon elektromagnetismu .
• V roce 1864 James Maxwell systematizoval výsledky pozorování a experimentů, studoval rovnice v elektřině, magnetismu a optice, vytvořil teorii a sestavil přísný matematický popis chování elektromagnetického pole (viz Maxwellovy rovnice ).
• V roce 1888 Heinrich Hertz potvrdil existenci elektromagnetického pole. Hertzův „ Aparát pro generování elektromagnetického pole “ byl jiskrový vysílač „rádiových vln“ a produkoval vlny v mikrovlnných nebo UHF frekvenčních pásmech .
• V roce 1891 Nikola Tesla vylepšil a patentoval (patentové číslo 454 622; „Elektrický osvětlovací systém“) vysílač Hertzových vln pro vysokofrekvenční napájení.
• V roce 1893 předvedl Nikola Tesla na světové výstavě v Chicagu v roce 1893 bezdrátové osvětlení zářivkami [4] .
• V roce 1894 Nikola Tesla zapálil fosforovou žárovku bezdrátově v Fifth Avenue Laboratory a později v Houston Street Laboratory v New Yorku „ elektrodynamickou indukcí “, tedy pomocí bezdrátové rezonanční vzájemné indukce [5] [6] [7 ] .
• V 1894 , Jagdish Chandra Bose vzdáleně podnítil střelný prach , končit úderem zvonu, používat elektromagnetické vlny, ukazovat, že komunikační signály mohly být poslány bezdrátově [8] [9] .
• 25. dubna ( 7. května )  , 1895 , Alexander Popov demonstroval “zařízení pro odhalovat a zaznamenávat elektrické vibrace” on vynalezl u setkání oddělení fyziky ruské fyzikálně-chemické společnosti [10] :65 .
• V roce 1895 vysílal Bosche signál na vzdálenost asi jedné míle [8] [9] .
• 2. června 1896 požádal Guglielmo Marconi o vynález rádia.
• V roce 1896 Tesla přenesl signál na vzdálenost asi 48 kilometrů [11] .
• V roce 1897 Guglielmo Marconi přenesl textovou zprávu v morseovce na vzdálenost asi 6 km pomocí rádiového vysílače.
• V roce 1897 byl zaregistrován první z Teslových patentů pro použití bezdrátového přenosu.
• Tesla napsal v roce 1899 v Colorado Springs : „Nekonzistentnost metody indukce se zdá být obrovská ve srovnání s metodou buzení náboje země a vzduchu “ [12] .
• V roce 1900 nebyl Guglielmo Marconi schopen získat patent na vynález rádia ve Spojených státech.
• V roce 1901 Marconi vysílal signál přes Atlantský oceán pomocí Teslova přístroje.
• V roce 1902 se Tesla a Reginald Fessenden střetli kvůli americkému patentu číslo 21 701 ("Systém přenosu signálu (Wireless). Selektivní zapínání žárovek, elektronické logické prvky obecně") [13] .
• V roce 1904 na Světové výstavě v St. Louis byla nabídnuta cena za úspěšný pokus o řízení motoru vzducholodě o výkonu 0,1  hp . ( 75  W ) z energie přenášené dálkově na vzdálenost menší než 100 stop ( 30 m ) [14] .
• V 1917 , Wardenclyffe věž , postavený Nikola Tesla provádět experimenty na bezdrátovém přenosu vysokých sil, byl zničen.
• V roce 1926 Shintaro Uda a Hidetsugu Yagi publikovali první článek „ o vysoce ziskovém řiditelném směrovém komunikačním kanálu “ [15] , dobře známý jako „anténa Yagi-Uda“ nebo anténa „ vlnového kanálu “.
• V roce 1945 Semjon Tetelbaum publikoval článek „O bezdrátovém přenosu elektřiny na dlouhé vzdálenosti pomocí rádiových vln“, ve kterém se poprvé zabýval efektivitou mikrovlnného vedení pro bezdrátový přenos elektřiny [16] [17] .
• V roce 1961 publikoval William Brown článek zkoumající možnost přenosu energie pomocí mikrovln [18] [19] .
• V roce 1964 William Brown a Walter Cronkite předvedli na CBS News model vrtulníku, který přijímal veškerou energii, kterou potřeboval, z mikrovlnného paprsku.
• V roce 1968 navrhl Peter Glaser využití bezdrátového přenosu sluneční energie z vesmíru pomocí technologie „Energy Beam“ [20] [21] . Toto je považováno za první popis orbitálního energetického systému .
• V roce 1973 byl v Los Alamos National Laboratory demonstrován první pasivní RFID systém na světě [22] .
• V roce 1975 byly na Goldstone Observatory Deep Space Communications Complex provedeny experimenty s přenosem výkonu desítek kilowattů [23] [24] [25] .

• V roce 2007 výzkumný tým vedený profesorem Marinem Soljacicem z Massachusettského technologického institutu bezdrátově přenesl energii na vzdálenost 2 m s výkonem dostatečným k rozsvícení 60W žárovky s účinností 40 % pomocí dvou cívek o průměru 60 cm [26] .
• V roce 2008 Bombardier navrhl systém bezdrátového přenosu energie nazvaný „primove“ pro použití v tramvajích a motorech lehkých kolejí [27] .
• V roce 2008 zaměstnanci Intelu reprodukovali experimenty Nikoly Tesly z roku 1894 a experimenty skupiny Johna Browna z roku 1988 o bezdrátovém přenosu energie do žhavicích žárovek s účinností 75 % [28] .
• V roce 2009 konsorcium zainteresovaných společností s názvem „Wireless Power Consortium“ vyvinulo nízkoproudý standard bezdrátového napájení nazvaný „ Qi “ [29] [30] . Qi se začala používat v přenosné technologii.
• V roce 2009 norská společnost Wireless Power & Communication představila [31] průmyslovou svítilnu, kterou vyvinula a která může bezpečně fungovat a dobíjet bez kontaktu v atmosféře nasycené hořlavým plynem.
• V roce 2009 představila společnost Haier Group první plně bezdrátový LCD televizor na světě na základě výzkumu profesora Marina Soljacica v oblasti bezdrátového přenosu energie a bezdrátového domácího digitálního rozhraní (WHDI) [32] [33] .
• V roce 2011 začalo „Wireless Power Consortium“ rozšiřovat specifikace standardu Qi pro střední proudy.
• V roce 2012 zahájilo svou činnost soukromé petrohradské muzeum „ Grand Maket Russia “, ve kterém miniaturní modely aut dostávají energii bezdrátově, prostřednictvím modelu vozovky.
• V roce 2015 vědci z University of Washington zjistili, že elektřinu lze přenášet prostřednictvím technologie Wi-Fi [34] .
• V roce 2017 vědci na stejné univerzitě vytvořili prototyp mobilního telefonu bez baterie [35] .

Technika

V infračervené oblasti [36] .

ultrazvuková metoda

Ultrazvuková metoda přenosu energie byla vynalezena studenty Pensylvánské univerzity a poprvé byla široké veřejnosti představena na výstavě „The All Things Digital“ (D9) v roce 2011. Stejně jako v jiných způsobech bezdrátového přenosu něčeho byl použit přijímač a vysílač. Vysílač vysílal ultrazvuk; přijímač zase přeměnil slyšené na elektřinu. V době prezentace dosahovala přenosová vzdálenost 7-10 metrů a byla nutná přímá viditelnost přijímače a vysílače. Přenášené napětí dosáhlo 8 voltů ; výsledný proud se neuvádí. Použité ultrazvukové frekvence nemají na člověka žádný vliv. Neexistují ani informace o negativních účincích ultrazvukových frekvencí na zvířata.

Praktická aplikace ultrazvuku pro přenos energie je nemožná z důvodu velmi nízké účinnosti, omezení v mnoha státech na maximální hladinu akustického tlaku, která neumožňuje přenášet přijatelný výkon, a další omezení [37] .

Metoda elektromagnetické indukce

Bezdrátový přenos energie elektromagnetickou indukcí využívá blízké elektromagnetické pole na vzdálenosti asi jedné šestiny vlnové délky. Energie blízkého pole sama o sobě není zářivá, ale dochází k určitým ztrátám zářením. Kromě toho jsou zpravidla také odporové ztráty. Vlivem elektrodynamické indukce vytváří střídavý elektrický proud protékající primárním vinutím střídavé magnetické pole, které působí na sekundární vinutí a indukuje v něm elektrický proud. Pro dosažení vysoké účinnosti musí být interakce dostatečně těsná. Jak se sekundární vinutí vzdaluje od primárního, stále více magnetického pole nedosahuje sekundární vinutí. I na relativně krátké vzdálenosti se indukční vazba stává extrémně neefektivní a plýtvá velkou částí přenášené energie.

Elektrický transformátor je nejjednodušší zařízení pro bezdrátový přenos energie. Primární a sekundární vinutí transformátoru nejsou přímo spojeny. Přenos energie se provádí procesem známým jako vzájemná indukce . Hlavní funkcí transformátoru je zvýšit nebo snížit primární napětí. Příkladem využití principu elektrodynamické indukce jsou bezkontaktní nabíječky pro mobilní telefony a elektrické zubní kartáčky. Tuto metodu využívají i indukční vařiče. Hlavní nevýhodou bezdrátového způsobu přenosu je extrémně krátký dosah. Přijímač musí být v těsné blízkosti vysílače, aby s ním mohl efektivně komunikovat.

Použití rezonance oscilačního obvodu mírně zvyšuje přenosový rozsah. Při rezonanční indukci jsou vysílač a přijímač naladěny na stejnou frekvenci. Výkon lze dále zlepšit změnou průběhu budícího proudu ze sinusového na nesinusový přechodový průběh. Pulzní přenos energie probíhá v několika cyklech. Mezi dvěma vzájemně laděnými LC obvody lze tedy přenášet značný výkon s relativně nízkým vazebním činitelem. Vysílací a přijímací cívka jsou zpravidla jednovrstvé solenoidy nebo plochá cívka se sadou kondenzátorů, které umožňují naladit přijímací prvek na frekvenci vysílače.

Běžnou aplikací rezonanční elektrodynamické indukce je nabíjení baterií v přenosných zařízeních, jako jsou laptopy a mobilní telefony, lékařské implantáty a elektrická vozidla. Technika lokalizovaného nabíjení využívá výběr vhodné vysílací cívky ve vícevrstvé struktuře vinutí pole. Rezonance se používá jak v bezdrátové nabíjecí podložce (vysílací smyčka), tak v přijímacím modulu (vestavěném v zátěži), aby byla zajištěna maximální účinnost přenosu energie. Tato přenosová technika je vhodná pro univerzální bezdrátové nabíjecí podložky pro nabíjení přenosné elektroniky, jako jsou mobilní telefony. Tato technika byla přijata jako součást standardu bezdrátového nabíjení Qi .

Rezonanční elektrodynamická indukce se také používá k napájení nebateriových zařízení, jako jsou RFID štítky a bezkontaktní čipové karty, a také k přenosu elektrické energie z primárního induktoru do spirálového transformátorového rezonátoru Tesla, který je také bezdrátovým vysílačem elektrické energie.

elektrostatická indukce

Elektrostatická nebo kapacitní vazba je průchod elektřiny dielektrikem . V praxi se jedná o gradient elektrického pole nebo rozdílovou kapacitu mezi dvěma nebo více izolovanými svorkami, deskami, elektrodami nebo uzly, které vystupují nad vodivý povrch. Elektrické pole vzniká nabíjením desek střídavým proudem o vysoké frekvenci a vysokém potenciálu. Kapacita mezi dvěma elektrodami a napájeným zařízením tvoří potenciálový rozdíl.

Elektrická energie přenášená elektrostatickou indukcí může být použita v přijímacím zařízení, jako jsou například bezdrátové lampy. Tesla demonstroval bezdrátové napájení osvětlovacích lamp energií přenášenou střídavým elektrickým polem.

Namísto spoléhání se na elektrodynamickou indukci pro napájení lampy na dálku, ideální způsob, jak osvětlit halu nebo místnost, by bylo vytvořit podmínky, kde by bylo možné svítidlo přemístit a umístit kamkoli a pracovat bez ohledu na to, kde bylo umístěno, a bez použití drátové připojení. Podařilo se mi to demonstrovat vytvořením silného vysokofrekvenčního střídavého elektrického pole v místnosti. Za tímto účelem jsem na strop připevnil izolovanou kovovou desku a připojil ji k jedné svorce indukční cívky, druhá svorka byla uzemněna. V jiném případě jsem připojil dvě desky, každou na jiný konec indukční cívky, přičemž jsem pečlivě zvolil jejich rozměry. Výbojku lze přemístit na libovolné místo v místnosti mezi kovové desky nebo i do určité vzdálenosti za nimi, přičemž světlo vyzařuje bez přerušení.

Princip elektrostatické indukce je použitelný pro způsob bezdrátového přenosu. „V případech, kdy je vyžadován malý přenos výkonu, je potřeba zvýšených elektrod snížena, zejména v případě vysokofrekvenčních proudů, kdy lze získat dostatečné množství výkonu terminálem elektrostatickou indukcí z horních vrstev vzduch vytvořený vysílacím terminálem."

mikrovlnného záření

Přenos energie rádiovými vlnami může být více směrový tím, že se výrazně zvětší vzdálenost efektivního přenosu energie snížením vlnové délky elektromagnetického záření, typicky na mikrovlnný rozsah . K přeměně mikrovlnné energie zpět na elektřinu lze použít rectennu s účinností přeměny energie vyšší než 95 % . Tato metoda byla navržena pro přenos energie z obíhajících solárních elektráren na Zemi a pro pohon kosmických lodí opouštějících oběžnou dráhu Země.

Potíž při vytváření napájeného mikrovlnného paprsku je v tom, že pro použití ve vesmírných programech je potřeba velká clona kvůli difrakci , která omezuje směrovost antény. Například podle studie NASA z roku 1978 by mikrovlnný paprsek 2,45 GHz vyžadoval vysílací anténu o průměru 1 km a přijímací rectennu o průměru 10 km . Tyto rozměry lze zmenšit použitím kratších vlnových délek, avšak krátké vlnové délky mohou být absorbovány atmosférou a také blokovány deštěm nebo kapkami vody. Kvůli "prokletí úzkého paprsku" není možné zúžit paprsek kombinací paprsků z několika menších satelitů bez úměrné ztráty výkonu. Pro použití na zemi dosáhne 10 km anténa významné úrovně výkonu při zachování nízké hustoty paprsku, což je důležité z bezpečnostních důvodů pro lidi a životní prostředí. Úroveň hustoty výkonu, která je pro člověka bezpečná, je 1 mW/cm 2 , což odpovídá výkonu 750 MW na ploše kruhu o průměru 10 km . Tato úroveň odpovídá kapacitě moderních elektráren.

Japonský výzkumník Hidetsugu Yagi zkoumal bezdrátový přenos energie pomocí směrového anténního pole, které vytvořil. V únoru 1926 publikoval článek o zařízení nyní známém jako Yagiho anténa . Ačkoli se ukázalo, že je neefektivní pro přenos energie, dnes je díky svému vynikajícímu výkonu široce používán ve vysílání a bezdrátových telekomunikacích.

V roce 1945 sovětský vědec Semjon Tetelbaum publikoval článek, ve kterém se poprvé zabýval účinností mikrovlnného vedení pro bezdrátový přenos elektřiny [16] [17] . Po druhé světové válce , kdy začal vývoj výkonných mikrovlnných zářičů známých jako magnetron , byla vyvinuta myšlenka použití mikrovln k přenosu energie. V roce 1964 byl předveden miniaturní vrtulník, do kterého byla přenášena energie pomocí mikrovlnného záření.

Bezdrátový přenos vysoce výkonné energie pomocí mikrovln byl experimentálně potvrzen. Experimenty s přenosem desítek kilowattů elektřiny byly provedeny v Goldstone Observatory ( Goldstone, Kalifornie ) v roce 1975 a v roce 1997 v Grand Bassin (Grand Bassin) na ostrově Réunion . V průběhu experimentů bylo dosaženo přenosu energie na vzdálenost asi jednoho kilometru.

Akademik Pyotr Kapitsa se také podílel na experimentech bezdrátového přenosu energie pomocí mikrovlnného záření .

laserová metoda

V případě, že se vlnová délka elektromagnetického záření přiblíží k viditelné oblasti spektra (od 10 mikronů do 10 nm ), lze energii převést její přeměnou na laserový paprsek , který pak může být nasměrován do fotobuňky přijímače .

Ve srovnání s jinými metodami bezdrátového přenosu má laserový přenos energie řadu výhod:

• přenos energie na velké vzdálenosti (v důsledku malého úhlu divergence mezi úzkými paprsky monochromatické světelné vlny);
• snadné použití pro malé výrobky (vzhledem k malé velikosti pevnolátkového laseru - fotoelektrické polovodičové diody);
• žádné vysokofrekvenční rušení stávajících komunikačních zařízení, jako jsou Wi-Fi a mobilní telefony (laser takové rušení nevytváří);
• možnost kontroly přístupu (elektrickou energii mohou přijímat pouze přijímače osvětlené laserovým paprskem).

Tato metoda má také řadu nevýhod:

• přeměna nízkofrekvenčního elektromagnetického záření na vysokofrekvenční, což je světlo, je neefektivní. Přeměna světla zpět na elektřinu je také neefektivní, protože účinnost fotovoltaických článků dosahuje 40-50 % , ačkoli účinnost přeměny monochromatického světla je mnohem vyšší než účinnost solárních panelů;
• ztráty v atmosféře;
• potřeba přímé viditelnosti mezi vysílačem a přijímačem (jako u mikrovlnného přenosu).

Technologie přenosu energie pomocí laseru byla dříve zkoumána hlavně při vývoji nových zbraňových systémů a v leteckém průmyslu a v současnosti se vyvíjí pro komerční a spotřební elektroniku v zařízeních s nízkou spotřebou. Systémy bezdrátového přenosu energie pro spotřebitelské aplikace musí splňovat požadavky na bezpečnost laseru IEC 60825. Pro lepší pochopení laserových systémů je třeba vzít v úvahu, že šíření laserového paprsku je mnohem méně závislé na omezeních difrakce, protože prostorové a spektrální přizpůsobení laserů umožňuje zvýšit pracovní výkon a vzdálenost, protože vlnová délka ovlivňuje ohnisko.

Dryden Flight Research Center NASA demonstrovalo let lehkého bezpilotního modelu letadla poháněného laserovým paprskem. Tím se prokázala možnost periodického dobíjení pomocí laserového systému bez nutnosti přistání letadla.

Kromě toho divize NASA s názvem „Litehouse DEV“ spolupracuje s University of Maryland na vývoji systému laserového napájení pro malé UAV , který je bezpečný pro oči .

Od roku 2006, vynálezce laserové technologie bezpečné pro oči, PowerBeam také vyvíjí komerčně připravené komponenty pro různé spotřebitelské a průmyslové elektronické zařízení.

V roce 2009 v soutěži NASA o přenos energie laserem ve vesmíru získal první místo a cenu 900 000 $ LaserMotive , který předvedl svůj vlastní vývoj schopný provozu na vzdálenost jednoho kilometru. Vítězný laser dokázal přenést výkon 500 W na vzdálenost 1 km s 10% účinností.

Zemní vodivost

Jednovodičový elektrický systém SWER ( anglicky  single wire with earth return ) je založen na zemním proudu a jednom izolovaném vodiči. V nouzových případech mohou vysokonapěťová stejnosměrná vedení pracovat v režimu SWER. Nahrazení izolovaného vodiče atmosférickou zpětnou vazbou pro přenos vysokého výkonu a vysokofrekvenčního střídavého proudu se stalo jednou z metod bezdrátového přenosu energie. Kromě toho byla zkoumána možnost bezdrátového přenosu elektřiny pouze po zemi.

Nízkofrekvenční střídavý proud lze přenášet s nízkými zemními ztrátami, protože celkový odpor země je mnohem menší než 1 ohm [38] . Elektrická indukce vzniká převážně z elektrické vodivosti oceánů, těles kovových rud a podobných podzemních struktur. Elektrická indukce je také způsobena elektrostatickou indukcí dielektrických oblastí, jako jsou usazeniny křemenného písku a jiných nevodivých minerálů [39] [40] .

Střídavý proud může být přenášen vrstvami atmosféry s atmosférickým tlakem nižším než 135 mm Hg. st [41] ( tlak ve výšce 13 km a výše). Proud protéká elektrostatickou indukcí spodními vrstvami atmosféry ve výšce asi 2–3 míle ( 3,2–4,8 km ) nad hladinou moře [42] a díky toku iontů, tj. elektrickému vedení ionizovanou oblastí umístěnou na výška nad 5 km . Intenzivní vertikální paprsky ultrafialového záření lze použít k ionizaci atmosférických plynů přímo nad dvěma vyvýšenými terminály, což má za následek vytvoření vysokonapěťových plazmových elektrických vedení vedoucích přímo do vodivých vrstev atmosféry. V důsledku toho se mezi dvěma vyvýšenými terminály vytvoří tok elektrického proudu, který prochází do troposféry, přes ni a zpět na druhý terminál. Elektrická vodivost vrstvami atmosféry je možná díky kapacitnímu výboji plazmatu v ionizované atmosféře [43] [44] [45] [46] . Nikola Tesla objevil, že elektřina může být přenášena jak zemí, tak atmosférou. V průběhu svého výzkumu dosáhl zapálení lampy na střední vzdálenosti a zaznamenal přenos elektřiny na velké vzdálenosti. Wardenclyffe Tower byla koncipována jako komerční projekt pro transatlantickou bezdrátovou telefonii a stala se skutečnou ukázkou možnosti bezdrátového přenosu elektřiny v celosvětovém měřítku. Instalace nebyla dokončena z důvodu nedostatečného financování [47] .

Země je přirozený vodič a tvoří jeden vodivý obvod. Zpětná smyčka je realizována přes horní troposféru a spodní stratosféru ve výšce asi 4,5 mil ( 7,2 km ) [48] .

Globální systém pro přenos elektřiny bez drátů, tzv. „Worldwide Wireless System“, založený na vysoké elektrické vodivosti plazmatu a vysoké elektrické vodivosti země, navrhl Nikola Tesla na začátku roku 1904 [49] [50 ] .

Celosvětový bezdrátový systém

Rané experimenty slavného srbského vynálezce Nikoly Tesly se týkaly šíření obyčejných rádiových vln, tedy Hertzových vln, elektromagnetických vln šířících se vesmírem.

V roce 1919 Nikola Tesla napsal: „Předpokládá se, že jsem začal pracovat na bezdrátovém přenosu v roce 1893, ale ve skutečnosti jsem předchozí dva roky strávil výzkumem a navrhováním přístrojů. Od samého začátku mi bylo jasné, že úspěchu lze dosáhnout řadou radikálních rozhodnutí. Nejprve měly být vytvořeny vysokofrekvenční generátory a elektrické oscilátory. Jejich energie musela být přeměněna na účinné vysílače a přijímána na dálku správnými přijímači. Takový systém by byl účinný, pokud by byl vyloučen jakýkoli vnější zásah a zajištěna jeho úplná exkluzivita. Postupem času jsem si ale uvědomil, že aby zařízení tohoto druhu fungovala efektivně, musí být navržena s ohledem na fyzikální vlastnosti naší planety.

Jednou z podmínek pro vytvoření celosvětového bezdrátového systému je konstrukce rezonančních přijímačů. Jako takový lze použít uzemněný spirálový rezonátor Teslovy cívky a zvýšený terminál. Tesla osobně opakovaně předváděl bezdrátový přenos elektrické energie z vysílací do přijímací Teslovy cívky. To se stalo součástí jeho bezdrátového přenosového systému (patent USA č. 1 119 732, 18. ledna 1902, „Přístroj pro přenos elektrické energie“).

Tesla navrhla instalovat více než třicet přijímacích a vysílacích stanic po celém světě. V tomto systému působí snímací cívka jako snižující transformátor s vysokým výstupním proudem. Parametry vysílací cívky jsou shodné s přijímací cívkou.

Cílem celosvětového bezdrátového systému společnosti Tesla bylo spojit přenos energie s vysíláním a směrovou bezdrátovou komunikací, což by odstranilo četné vysokonapěťové elektrické vedení a usnadnilo propojení elektrických generátorů v celosvětovém měřítku.

viz také

• AM přijímač bez napájení
• LaserMotive
• Qi (standard napájení)
• WREL
• Orbitální energetický systém
• plazmová lampa
• Rectenna
• Tesla transformátor

Odkazy

•  Bezdrátový přenos elektřiny je už tady
• Byla vyvinuta metoda pro bezdrátový přenos elektřiny // Membrane , 15. listopadu 2006
• membrana.ru Byl spuštěn nový způsob bezdrátového přenosu elektřiny // Membrane , 18. června 2007
• Natalya Kovalevskaya . "Holders of Plasma" // Power of Money č. 123, březen 2007  (nepřístupný odkaz)
• Šamil Gareev . "Elektřina bude přenášena bez drátů" // The Epoch Times 12. června 2007.
• Vladimír Zamanský . "Kyjev Tesla" - Článek o inženýrovi, který zopakoval Teslovu zkušenost s bezdrátovým přenosem elektřiny. // "Noviny v Kyjevě" 15.09.2007 / web archiv /
• Bezdrátový přenos energie prostřednictvím silně vázaných magnetických rezonancí // Science  Magazine
• "Goodbye wires..." // MIT news Office, 7. června 2007  (anglicky)
• Startup bezdrátového napájení uBeam ukazuje prototyp na D9 // 2. června 2011

Poznámky

1. ↑ Gribačov P. Bez drátů : Scania uvedla na trh hybridní autobus s bezdrátovým nabíjením ve Švédsku
2. ↑ Davydov S. Bezkontaktní nabíjení elektrobusů Archivní kopie z 12. srpna 2019 na Wayback Machine // TransSpot, 05.06.2014
3. ↑ Ivanov S. 200kilowattové bezdrátové nabíjení pro elektrobusy otevřeno v USA
4. ↑ „Elektřina na kolumbijské výstavě“, od Johna Patricka Barretta. 1894, str. 168-169  _
5. ↑ Experimenty se střídavými proudy o velmi vysoké frekvenci a jejich aplikace na metody umělého osvětlení, AIEE, Columbia College, NY, 20. května 1891 Archivováno 22. dubna 2019 na Wayback Machine 
6. ↑ Experiments with Alternate Currents of High Potential and High Frequency, IEE Address, Londýn, únor 1892 Archivováno 19. září 2015 na Wayback Machine 
7. ↑ O světle a jiných vysokofrekvenčních jevech, Franklin Institute, Philadelphia, únor 1893 a National Electric Light Association, St. Louis, březen 1893 Archivováno 10. března 2015 na Wayback Machine 
8. ↑ 1 2 The Work of Jagdish Chandra Bose: 100 years of mm-wave research Archived 20. března 2012 na Wayback Machine 
9. ↑ 1 2 Jagadish Chandra Bose Archivováno 8. října 2014 na Wayback Machine 
10. ↑ Shapkin V. I. Rádio: objev a vynález. - Moskva: DMK PRESS, 2005. - 190 s. — ISBN 5-9706-0002-4 .
11. ↑ Nikola Tesla o práci se střídavými proudy a jejich aplikaci na bezdrátovou telegrafii, telefonii a přenos síly, str. 26-29. (Angličtina)
12. ↑ 5. června 1899, Nikola Tesla Colorado Spring Notes 1899-1900, Nolit, 1978 Archivováno 17. března 2010 na Wayback Machine 
13. ↑ Nikola Tesla : Naváděné zbraně a výpočetní technika 
14. ↑ Elektrikář (Londýn ) , 1904 
15. ↑ Skenování minulosti: Historie elektrotechniky z minulosti, Hidetsugu Yagi archivováno 11. června 2009.
16. ↑ 1 2 Tetelbaum S. I. O bezdrátovém přenosu elektřiny na velké vzdálenosti pomocí rádiových vln // Elektřina. - 1945. - č. 5 . - S. 43-46 .
17. ↑ 1 2 Kostenko A. A. Kvazioptika: historické pozadí a moderní vývojové trendy  // Radiofyzika a radioastronomie . - 2000. - V. 5 , č. 3 . - S. 231 .
18. ↑ Průzkum prvků přenosu energie mikrovlnným paprskem, v roce 1961 IRE Int. Conf. Rec., sv. 9, část 3, s. 93-105 Archivováno 10. srpna 2011 na Wayback Machine 
19. ↑ IEEE Microwave Theory and Techniques, Distinguished Career Billa Browna archivováno 2. srpna 2009.  (Angličtina)
20. ↑ Power from the Sun: Its Future, Science Vol. 162, str. 957-961 (1968)
21. ↑ Patent Solar Power Satellite Archivováno 17. dubna 2022 na Wayback Machine 
22. ↑ Historie RFID Archivováno 27. března 2009.  (Angličtina)
23. ↑ Space Solar Energy Initiative Archivováno 28. července 2010 na Wayback Machine 
24. ↑ Bezdrátový přenos energie pro solární družici (SPS) (druhý návrh N. Shinohary), Workshop Space Solar Power, Georgia Institute of Technology Archivováno 20. dubna 2021 na Wayback Machine 
25. ↑ WC Brown: The History of Power Transmission by Radio Waves: Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on September, 1984, v. 32 (9), str. 1230-1242 Archivováno 20. dubna 2021 na Wayback Machine 
26. ↑ Bezdrátový přenos energie prostřednictvím silně vázaných magnetických  rezonancí . Věda (7. června 2007). Datum přístupu: 6. září 2010. Archivováno z originálu 29. února 2012. ,
    Získal nový způsob bezdrátového přenosu elektřiny . MEMBRANA.RU (8. června 2007). Získáno 6. září 2010. Archivováno z originálu 19. prosince 2011. (Ruština)
27. ↑ Technologie Bombardier PRIMOVE . Získáno 18. března 2010. Archivováno z originálu 17. února 2010. (neurčitý)
28. ↑ Intel si představuje bezdrátové napájení pro váš notebook Archivováno 14. července 2009.  (Angličtina)
29. ↑ Specifikace bezdrátové elektřiny se blíží ke konci . Získáno 18. března 2010. Archivováno z originálu 18. března 2012. (neurčitý)
30. ↑ Global Qi Standard Powers Up Wireless Charging – HONG KONG Archivováno z originálu 7. dubna 2013. // PRNewswire, září. 2
31. ↑ TX40 a CX40, baterka a nabíječka se schválením Ex Archivováno 27. srpna 2017 na Wayback Machine 
32. ↑ Bezdrátová HDTV Haier postrádá dráty, štíhlý profil (video) Archivováno 29. srpna 2017 na Wayback Machine , Bezdrátová elektřina zasáhla  její
    tvůrce (odkaz není k dispozici) . MEMBRANA.RU (16. února 2010). Získáno 6. září 2010. Archivováno z originálu 10. března 2012. (Ruština) 
33. ↑ Eric Giler ukázky bezdrátové elektřiny Archivováno 18. února 2014 na Wayback Machine // TED.com
34. ↑ Wi-Fi router se změnil v bezdrátový zdroj energie Archivováno 20. prosince 2016 na Wayback Machine // nplus1.ru
35. ↑ Vytvořil mobilní telefon bez baterie Archivní kopie z 29. června 2017 na Wayback Machine // Popular Mechanics
36. ↑ Smartphony obdrží infračervené nabíjení Archivní kopie ze dne 28. února 2021 na Wayback Machine // Sibnet.ru, 24.11.2020.
37. ↑ Často kladené otázky uBeam . www.evblog.com. Získáno 12. 8. 2017. Archivováno z originálu 12. 8. 2017. (neurčitý)
38. ↑ „Nikola Tesla a průměr Země: Diskuse o jednom z mnoha způsobů provozu věže Wardenclyffe“, KL Corum a JF Corum, Ph.D. 1996
39. ↑ William Beaty, Yahoo Wireless Energy Transmission Tech Group Message #787 Archivováno 3. září 2011 na Wayback Machine , přetištěno v WIRELESS TRANSMISSION THEORY Archivováno 13. ledna 2012 na Wayback Machine .
40. ↑ Wait, James R., The Ancient and Modern History of EM Ground-Wave Propagation, " IEEE Antennas and Propagation Magazine , Vol. 40, No. 5, Říjen 1998.
41. ↑ SYSTÉM PŘENOSU ELEKTRICKÉ ENERGIE Archivováno 28. listopadu 2011 na Wayback Machine , Sept. 2, 1897, U.S. Patent No. 645,576, březen. 20, 1900.
42. ↑ Nikola Tesla o své práci se střídavými proudy a jejich aplikaci na bezdrátovou telegrafii, telefonii a přenos energie

    Zde musím říci, že když jsem 2. září 1897 podával žádosti o přenos energie, ve kterých byl tento způsob zveřejněn, bylo mi již jasné, že nepotřebuji mít terminály v tak vysoké nadmořské výšce, ale nikdy jsem nad svým podpisem neoznámil nic, co bych jako první nedoložil. To je důvod, proč žádné mé tvrzení nebylo nikdy v rozporu a nemyslím si, že bude, protože kdykoli něco zveřejním, nejprve to projdu experimentem, pak z experimentu počítám, a když se setkám teorie a praxe Vyhlašuji výsledky.

    V té době jsem si byl naprosto jistý, že bych mohl postavit komerční závod, kdybych nemohl dělat nic jiného než to, co jsem udělal ve své laboratoři na Houston Street; ale už jsem počítal a zjistil, že k aplikaci této metody nepotřebuji velké výšky. Můj patent říká, že rozbíjím atmosféru "na nebo blízko" terminálu. Pokud je moje vodivá atmosféra 2 nebo 3 míle nad elektrárnou, považuji to za velmi blízko terminálu ve srovnání se vzdáleností mého přijímacího terminálu, který může být přes Pacifik. To je prostě výraz....

43. ↑ Nikola Tesla o své práci se střídavými proudy a jejich aplikaci na bezdrátovou telegrafii, telefonii a přenos energie

    ... Viděl jsem, že budu schopen vysílat energii za předpokladu, že zkonstruuji určitý aparát -- a mám, jak vám ukážu později. Zkonstruoval jsem a patentoval jsem formu aparátu, který při mírné výšce několika set stop dokáže rozbít vzduchovou vrstvu. Na obloze pak uvidíte něco jako polární záři a energie půjde do vzdáleného místa.

    To je velmi jednoduché. Přístroj, který umožňuje přemístění určitého množství elektřiny v terminálu – řekněme tolik jednotek – bude vyrábět elektrický potenciál na vzdálenost 5 mil a pokles elektrického potenciálu na centimetr se bude rovnat množství elektřiny. děleno druhou mocninou vzdálenosti.

    Nyní jsem se přesvědčil, že mohu postavit elektrárny, ve kterých mohu produkovat na kilometr atmosféry elektrické rozdíly potenciálu něco jako 50 000 nebo 60 000 voltů a při 50 000 nebo 60 000 voltech se atmosféra musí rozpadnout a stane se vodivou. .

    Takže, když jsem tento princip vysvětlil lordu Kelvinovi, byl naprosto přesvědčen, že to dokážu; ale Helmholtz byl od samého začátku přesvědčen, že to dokážu. Přesvědčit lorda Kelvina však vyžadovalo argumentaci a demonstraci experimenty.

44. ↑ Rauscher, Elizabeth A. , Elektromagnetické jevy v komplexních geometriích a nelineárních jevech, nehertzovské vlny a magnetické monopoly, Tesla Book Company.
45. ↑ PŘÍSTROJ PRO PŘENOS ELEKTRICKÉ ENERGIE, 2. září 1897, US Patent No. 649 621, 15. května 1900
46. ↑ Nikola Tesla o práci se střídavými proudy a jejich aplikaci na bezdrátovou telegrafii, telefonii a přenos síly, str. 126, 127.
47. ↑ "Budoucnost bezdrátového umění," Wireless Telegraphy and Telephony, Walter W. Massie & Charles R. Underhill, 1908, str. 67-71

    Účelem je poskytnout praktické ukázky těchto principů s vyobrazenou rostlinou. Jakmile bude dokončen, bude moci obchodník v New Yorku diktovat pokyny a nechat je okamžitě vytisknout v jeho kanceláři v Londýně nebo jinde. Bude moci zavolat ze svého stolu a hovořit s kterýmkoli telefonním účastníkem na světě, aniž by došlo k jakékoli změně stávajícího vybavení. Levný nástroj, ne větší než hodinky, umožní svému nositeli slyšet kdekoli, na moři i na souši, hudbu nebo píseň, projev politického vůdce, adresu významného muže vědy nebo kázání výmluvného duchovního. , doručeno na nějakém jiném místě, jakkoli vzdáleném. Stejným způsobem lze přenést jakýkoli obrázek, postavu, kresbu nebo tisk z jednoho místa na druhé. Z jediného závodu tohoto druhu lze provozovat miliony takových přístrojů. Důležitější než toto vše však bude přenos síly bez drátů, který bude ukázán na dostatečně velkém měřítku, aby unesl přesvědčení.

48. ↑ Tesla, Nikola, Systems of Transmission of Electrical Energy Archived 28. listopadu 2011 na Wayback Machine , Sept. 2, 1897, U.S. Patent No. 645,576, březen. 20, 1900.
49. ↑ The Transmission of Electrical Energy Without Wires," Electrical World, 5. března 1904. Knihy 21. století (5. března 1904). Získáno 4. června 2009. Archivováno z originálu 29. února 2012. (neurčitý) ."
50. ↑ Nikola Tesla o práci se střídavými proudy a jejich aplikaci na bezdrátovou telegrafii, telefonii a přenos síly, str. 128-130.

    "Země má poloměr 4 000 mil. Kolem této vodivé země je atmosféra. Země je vodič; atmosféra nahoře je vodič, jen mezi vodivou atmosférou a vodivou zemí je malá vrstva, která izoluje... hned si uvědomíte, že pokud nastavíte rozdíly potenciálu v jednom bodě, řekněme, vytvoříte v médiích odpovídající fluktuace potenciálu. Ale protože vzdálenost od zemského povrchu k vodivé atmosféře je nepatrná, ve srovnání se vzdáleností přijímače ve vzdálenosti řekněme 4000 mil, můžete snadno vidět, že energie nemůže cestovat po této křivce a dostat se tam, ale bude okamžitě transformována na vodivé proudy a tyto proudy se budou šířit jako proudy po drátu s návratem. obnoven v okruhu, ne paprskem, který prochází podél této křivky a je odražen a absorbován... ale bude se pohybovat vedením a bude takto obnoven

V bibliografických katalozích	J9U : 987007572812605171 LCCN : sh2013002131