Беспроводная передача энергии

Индуктивная зарядная панель для смартфона как пример беспроводной передачи данных в ближней зоне. Когда телефон установлен на подставке, катушка в подставке создает магнитное поле ^[1], которое индуцирует ток в другой катушке телефона, заряжая его аккумулятор.

Беспроводная передача энергии ( WPT ), беспроводная передача энергии , беспроводная передача энергии ( WET ) или электромагнитная передача энергии - это передача электрической энергии без проводов в качестве физического канала связи. В системе беспроводной передачи энергии передающее устройство, приводимое в действие электроэнергией от источника питания , генерирует изменяющееся во времени электромагнитное поле , которое передает мощность в пространстве на приемное устройство, которое извлекает энергию из поля и передает ее в электрическую сеть. нагрузка. Технология беспроводной передачи энергии позволяет отказаться от использования проводов и батарей, тем самым повышая мобильность, удобство и безопасность электронного устройства для всех пользователей. ^[2] Беспроводная передача энергии полезна для питания электрических устройств, в которых соединительные провода неудобны, опасны или невозможны.

Методы беспроводного питания в основном делятся на две категории: ближнее поле и дальнее поле . В методах ближнего поля или безызлучательных методах энергия передается на короткие расстояния с помощью магнитных полей с использованием индуктивной связи между витками провода или с помощью электрических полей с использованием емкостной связи между металлическими электродами . ^{[3] [4] [5] [6]} Индуктивная связь - наиболее широко используемая беспроводная технология; его приложения включают зарядку портативных устройств, таких как телефоны и электрические зубные щетки ,RFID- метки, индукционное приготовление пищи и беспроводная зарядка или непрерывная беспроводная передача энергии в имплантируемых медицинских устройствах, таких как искусственные кардиостимуляторы или электромобили . ^[7]

В методах дальнего поля или излучении , также называемых энергетическим лучом , энергия передается с помощью лучей электромагнитного излучения , например микроволн ^[8] или лазерных лучей. Эти методы могут передавать энергию на большие расстояния, но должны быть нацелены на приемник. Предлагаемые области применения для этого типа - спутники на солнечной энергии и беспилотные летательные аппараты с беспроводным приводом . ^{[9] [10] [11]}

Важной проблемой, связанной со всеми беспроводными системами электроснабжения, является ограничение воздействия потенциально вредных электромагнитных полей на людей и другие живые существа . ^{[12] [13]}

Обзор [ править ]

Беспроводная передача энергии - это общий термин для ряда различных технологий передачи энергии с помощью электромагнитных полей . ^{[14] [15] [16]} Технологии, перечисленные в таблице ниже, различаются расстоянием, на котором они могут эффективно передавать энергию, должен ли передатчик быть нацелен (направлен) на приемник, а также типом электромагнитной энергии. они используют: изменяющиеся во времени электрические поля , магнитные поля , радиоволны , микроволны , инфракрасные или видимые световые волны . ^[17]

Как правило, беспроводная система электропитания состоит из "передающего" устройства, подключенного к источнику энергии, например к линии электропередачи , которая преобразует мощность в изменяющееся во времени электромагнитное поле, и одного или нескольких "приемных" устройств, которые принимают энергию. и преобразовать его обратно в электрический ток постоянного или переменного тока, который используется электрической нагрузкой . ^{[14] [17]} В передатчике входная мощность преобразуется в колеблющееся электромагнитное поле каким-то « антенным » устройством. Слово «антенна» здесь используется свободно; это может быть катушка с проволокой, которая генерирует магнитное поле , металлическая пластина, которая генерирует электрическое поле ,антеннакоторый излучает радиоволны, или лазер, излучающий свет. Аналогичная антенна или соединительное устройство на приемнике преобразует колеблющиеся поля в электрический ток. Важным параметром, определяющим тип волн, является частота , от которой зависит длина волны.

Беспроводная мощность использует одни и те же поля и волны , как беспроводные связь устройства , такие как радио , ^{[18] [19]} другую знакомую технология , которая включает в себя электрическую энергию , передаваемую без проводов с помощью электромагнитных полей, используемых в телефоне , радио и телевизионном вещании , и Wi - Fi . В радиосвязи целью является передача информации, поэтому мощность, достигающая приемника, не так важна, если ее достаточно для понятного приема информации. ^{[15] [18] [19]} В технологиях беспроводной связи приемник достигает лишь небольшого количества энергии. Напротив, при беспроводной передаче энергии количество полученной энергии является важным, поэтому эффективность (доля полученной передаваемой энергии) является более важным параметром. ^[15] По этой причине технологии беспроводной связи, вероятно, будут более ограничены расстоянием, чем технологии беспроводной связи.

Беспроводная передача энергии может использоваться для включения беспроводных передатчиков или приемников информации. Этот тип связи известен как беспроводная связь с питанием от сети (WPC). Когда собранная мощность используется для питания беспроводных передатчиков информации, сеть называется одновременной беспроводной передачей информации и мощности (SWIPT); ^[20], тогда как, когда он используется для питания беспроводных приемников информации, он известен как беспроводная сеть связи (WPCN). ^{[21] [22] [23]}

Это различные технологии беспроводного электропитания: ^{[14] [17] [24] [25]}

Области полей [ править ]

Электрические и магнитные поля создаются заряженными частицами вещества, например электронами . Неподвижный заряд создает электростатическое поле в пространстве вокруг себя. Постоянный ток зарядов ( постоянный ток , DC) создает вокруг себя статическое магнитное поле . Вышеупомянутые поля содержат энергию , но не могут переносить энергию, потому что они статичны. Однако изменяющиеся во времени поля могут нести энергию. ^[29] Ускорение электрических зарядов, например, в переменном токе.(AC) электронов в проводе создают изменяющиеся во времени электрические и магнитные поля в пространстве вокруг них. Эти поля могут воздействовать на электроны в приемной «антенне» осциллирующими силами, заставляя их двигаться вперед и назад. Они представляют собой переменный ток, который можно использовать для питания нагрузки.

Осциллирующего электрического и магнитного полей , окружающих движущихся электрических зарядов в антенном устройстве могут быть разделены на две области, в зависимости от расстояния D _{диапазоне} от антенны. ^{[14] [17] [18] [24] [30] [31] [32]} Граница между регионами определена нечетко. ^[17] В этих регионах поля имеют разные характеристики, и для передачи энергии используются разные технологии:

• Ближняя зонаили безызлучательная область - это означает область в пределах примерно 1 длины волны ( λ ) от антенны. ^{[14] [30] [31]} В этой области колеблющиеся электрическое и магнитное поля разделены ^[18], и мощность может передаваться через электрические поля посредством емкостной связи ( электростатической индукции ) между металлическими электродами, ^{[3] [4] [5 ] [6]} или через магнитные поля путем индукционной связи ( электромагнитной индукции ) между витками провода. ^{[15][17] [18] [24]} Эти поля не излучающие , ^[31] означающие, что энергия остается на небольшом расстоянии от передатчика. ^[33] Если нет приемного устройства или поглощающего материала в пределах их ограниченного диапазона для «сопряжения», энергия не покидает передатчик. ^[33] Диапазон этих полей невелик и зависит от размера и формы «антенных» устройств, которые обычно представляют собой катушки с проволокой. Поля и, следовательно, передаваемая мощность экспоненциально уменьшаютсяс расстоянием ^{[30] [32] [34],} поэтому, если расстояние между двумя «антеннами» D- _{диапазон} намного больше, чем диаметр « D _{муравей} очень мало энергии будет получено. Следовательно, эти методы нельзя использовать для передачи энергии на большие расстояния.

Резонанс , такой как резонансная индуктивная связь , может значительно увеличить связь между антеннами, обеспечивая эффективную передачу на несколько больших расстояниях, ^{[14] [18] [24] [30] [35] [36],} хотя поля все равно уменьшаются экспоненциально. Поэтому диапазон устройств ближнего поля условно делится на две категории:

• Короткий диапазон - до диаметра около одной антенны: D _{диапазон}  ≤  D _{муравей} . ^{[33] [35] [37]} Это диапазон, в котором обычная нерезонансная емкостная или индуктивная связь может передавать практическое количество энергии.
• Средний диапазон - до 10 диаметров антенны: D _{диапазон}  ≤ 10 D _ант . ^{[35] [36] [37] [38]} Это диапазон, в котором резонансная емкостная или индуктивная связь может передавать практическое количество энергии.

• Дальнее поле или радиационная область. За пределами длины волны ( λ ) антенны электрическое и магнитное поля перпендикулярны друг другу и распространяются как электромагнитная волна ; примерами являются радиоволны , микроволны или световые волны . ^{[14] [24] [30]} Эта часть энергии является излучательной , ^[31]это означает, что он покидает антенну независимо от того, есть ли приемник, который его поглощает. Часть энергии, которая не попадает в приемную антенну, рассеивается и теряется в системе. Количество энергии излучается в виде электромагнитных волн с помощью антенны , зависит от соотношения размера антенны D _{муравья} с длиной волны волн λ , ^[39] , которая определяется частота: λ  =  C / F . На низких частотах f, где антенна намного меньше размера волны, D _ant  <<  λ, излучается очень мало энергии. Поэтому устройства ближнего поля, указанные выше, которые используют более низкие частоты, почти не излучают свою энергию в виде электромагнитного излучения. Антенны примерно того же размера, что и длина волны D _ant  ≈  λ, такие как монопольные или дипольные антенны , эффективно излучают мощность, но электромагнитные волны излучаются во всех направлениях ( всенаправленно ), поэтому, если приемная антенна находится далеко, только небольшое количество радиация ударит его. ^{[31] [35]} Следовательно, они могут использоваться для неэффективной передачи энергии на короткие расстояния, но не для передачи на большие расстояния. ^[40]

Однако, в отличие от полей, электромагнитное излучение можно сфокусировать путем отражения или преломления в лучи. Используя антенну с большим усилением или оптическую систему, которая концентрирует излучение в узком луче, направленном на приемник, ее можно использовать для передачи энергии на большие расстояния . ^{[35] [40]} Исходя из критерия Рэлея , для получения узких лучей, необходимых для фокусировки значительного количества энергии на удаленном приемнике, антенна должна быть намного больше, чем длина волны используемых волн: D _ant  >>  λ  =  с / ж . ^[41] ПрактичныйДля устройств питания луча требуются длины волн в сантиметровом диапазоне или ниже, соответствующие частотам выше 1 ГГц, в микроволновом диапазоне или выше. ^[14]

Методы ближнего поля (безызлучательные) [ править ]

На большом относительном расстоянии ближнеполевые компоненты электрического и магнитного полей приблизительно представляют собой квазистатические осциллирующие дипольные поля. Эти поля уменьшаются вместе с кубом расстояния: ( D _range / D _ant ) ^{−3 [32] [42]} Поскольку мощность пропорциональна квадрату напряженности поля, передаваемая мощность уменьшается как ( D _range / D _ant ) ⁻⁶ . ^{[18] [34] [43] [44]} или 60 дБ на декаду. Другими словами, если далеко друг от друга, удваивая расстояние между двумя антеннами приводит к тому , мощность , принимаемую к уменьшению на множитель 2 ⁶= 64. В результате индуктивная и емкостная связь может использоваться только для передачи энергии на короткие расстояния, в пределах нескольких диаметров антенного устройства D _ant . В отличие от излучающей системы, где максимальное излучение происходит, когда дипольные антенны ориентированы поперек направления распространения, с дипольными полями максимальная связь возникает, когда диполи ориентированы продольно.

Индуктивная связь [ править ]

При индуктивной связи ( электромагнитная индукция ^{[24] [45]} или индуктивная передача мощности , IPT) мощность передается между витками провода с помощью магнитного поля . ^[18] Катушки передатчика и приемника вместе образуют трансформатор ^{[18] [24]} (см. Схему) . Переменный ток (переменный ток) через катушку передатчика (L1) создает колебательное магнитное поле (В) по закону Ампера . Магнитное поле проходит через приемную катушку (L2)., где он индуцирует переменную ЭДС ( напряжение ) по закону индукции Фарадея , которая создает переменный ток в приемнике. ^{[15] [45]} Индуцированное переменный ток может либо управлять нагрузкой непосредственно, либо быть устранены с постоянным током (DC) с помощью выпрямителя в приемнике, что приводит в действие нагрузку. Некоторые системы, такие как зарядные устройства для электрических зубных щеток, работают с частотой 50/60 Гц, поэтому переменный ток сети подается непосредственно на катушку передатчика, но в большинстве систем используется электронный генератор.генерирует переменный ток более высокой частоты, который приводит в движение катушку, поскольку эффективность передачи увеличивается с увеличением частоты . ^[45]

Индуктивная связь - это старейшая и наиболее широко используемая технология беспроводной передачи энергии, и до сих пор практически единственная, которая используется в коммерческих продуктах. Он используется в стойках для индукционной зарядки беспроводных устройств, используемых во влажной среде, таких как электрические зубные щетки ^[24] и бритвы, чтобы снизить риск поражения электрическим током. ^[46] Другой областью применения является «чрескожная» подзарядка биомедицинских протезных устройств, имплантированных в человеческое тело, таких как кардиостимуляторы и инсулиновые помпы , чтобы провода не проходили через кожу. ^{[47] [48]} Он также используется для зарядкиэлектромобили, такие как автомобили, а также для зарядки или питания транспортных средств, таких как автобусы и поезда. ^[24]

Тем не менее, наиболее быстро растущим спросом являются беспроводные зарядные устройства для подзарядки мобильных и портативных беспроводных устройств, таких как ноутбуки и планшеты , мобильные телефоны , цифровые медиаплееры и игровые контроллеры . ^{[ необходима цитата ]} В США Федеральная комиссия по связи (FCC) провела свою первую сертификацию системы зарядки беспроводной передачи в декабре 2017 года. ^[49]

Передаваемая мощность увеличивается с увеличением частоты ^[45] и взаимной индуктивности между катушками ^[15], которая зависит от их геометрии и расстояния между ними. Широко используемый показатель качества - коэффициент связи . ^{[45] [50]} Этот безразмерный параметр равен доле магнитного потока, проходящего через катушку передатчика, который проходит через катушку приемника, когда L2 разомкнут. Если две катушки находятся на одной и той же оси и близко друг к другу , так что все магнитный поток из проходов через ,${\ displaystyle M}$${\ displaystyle D _ {\ text {диапазон}}}$ ${\ Displaystyle к \; = \; М / {\ sqrt {L_ {1} L_ {2}}}}$${\ displaystyle L1}$${\ displaystyle L2}$${\ displaystyle L1}$${\ displaystyle L2}$${\ displaystyle k = 1}$а эффективность связи приближается к 100%. Чем больше расстояние между катушками, тем больше магнитное поле от первой катушки пропускает вторую, и тем ниже эффективность связи, приближаясь к нулю при больших расстояниях. ^[45] Эффективность связи и передаваемая мощность примерно пропорциональны . ^[45] Для достижения высокой эффективности катушки должны располагаться очень близко друг к другу, составляя часть диаметра катушки , ^[45] обычно в пределах сантиметров ^[40], а оси катушек должны быть выровнены. Обычно используются широкие плоские катушки для увеличения сцепления. ^[45] Ферритовые сердечники «удержания потока» могут ограничивать магнитные поля, улучшая связь и уменьшая${\ displaystyle k}$${\ displaystyle k ^ {2}}$${\ displaystyle D _ {\ text {ant}}}$ помехи для соседней электроники, ^{[45] [47]} но они тяжелые и громоздкие, поэтому в небольших беспроводных устройствах часто используются катушки с воздушным сердечником.

Обычная индуктивная связь может обеспечить высокую эффективность только в том случае, если катушки расположены очень близко друг к другу, обычно рядом. В большинстве современных индуктивных систем используется резонансная индуктивная связь (описанная ниже) , в которой эффективность повышается за счет использования резонансных контуров . ^{[31] [36] [45] [51]} Это может обеспечить высокий КПД на больших расстояниях, чем нерезонансная индуктивная связь.

Резонансная индуктивная связь [ править ]

Резонансная индуктивная связь ( электродинамическая связь , ^[24] сильно связанный магнитный резонанс ^[35] ) - это форма индуктивной связи, при которой мощность передается с помощью магнитных полей (B, зеленый) между двумя резонансными контурами (настроенными контурами), одним из которых является передатчик. и один в приемнике (см. диаграмму справа) . ^{[18] [24] [31] [46] [51]} Каждый резонансный контур состоит из катушки с проводом, подключенной к конденсатору , или саморезонансной катушки, или другого резонатора с внутренней емкостью. Оба настроены так, чтобы резонировать одновременно.резонансная частота . Резонанс между катушками может значительно увеличить связь и передачу мощности, аналогично тому, как вибрирующий камертон может вызвать симпатическую вибрацию в удаленной вилке, настроенной на тот же шаг.

Никола Тесла впервые обнаружил резонансную связь во время своих новаторских экспериментов по беспроводной передаче энергии на рубеже 20-го века ^{[52] [53] [54],} но возможности использования резонансной связи для увеличения дальности передачи были исследованы только недавно. ^[55] В 2007 году группа под руководством Марина Солячича из Массачусетского технологического института использовала две связанные настроенные схемы, каждая из которых состояла из саморезонансной проволочной катушки длиной 25 см на частоте 10 МГц, чтобы добиться передачи мощности 60 Вт на расстояние 2 метра (6,6 ft) (в 8 раз больше диаметра катушки) при КПД около 40%. ^{[24] [35] [46] [53] [56]}

Концепция систем резонансной индуктивной связи заключается в том, что резонаторы с высокой добротностью обмениваются энергией с гораздо большей скоростью, чем теряют энергию из-за внутреннего демпфирования . ^[35] Следовательно, используя резонанс, такое же количество энергии может передаваться на большие расстояния, используя гораздо более слабые магнитные поля в периферийных областях («хвостах») ближних полей. ^[35] Резонансная индуктивная связь позволяет достичь высокого КПД в диапазоне от 4 до 10 диаметров катушки ( D _ant ). ^{[36] [37] [38]} Это называется передачей среднего уровня, ^[37]в отличие от "короткого диапазона" нерезонансного индуктивного переноса, который может достичь аналогичной эффективности только тогда, когда катушки расположены рядом. Еще одно преимущество состоит в том, что резонансные цепи взаимодействуют друг с другом намного сильнее, чем с нерезонансными объектами, что потери мощности из-за поглощения в случайных соседних объектах незначительны. ^{[31] [35]}

Недостатком теории резонансной связи является то, что на близких расстояниях, когда два резонансных контура тесно связаны, резонансная частота системы больше не является постоянной, а «разделяется» на два резонансных пика ^{[57] [58] [59],} поэтому максимальная передача мощности больше не происходит на исходной резонансной частоте, и частота генератора должна быть настроена на новый пик резонанса. ^{[36] [60]}

Резонансная технология в настоящее время широко используется в современных индуктивных беспроводных системах электропитания. ^[45] Одна из возможностей, предусмотренных для этой технологии, - зона покрытия беспроводной сети. Катушка в стене или потолке комнаты может обеспечивать беспроводное питание света и мобильных устройств в любом месте комнаты с разумной эффективностью. ^[46] Экологическое и экономическое преимущество беспроводного питания небольших устройств, таких как часы, радио, музыкальные плееры и пульты дистанционного управления, заключается в том, что это может значительно сократить 6 миллиардов батарей, выбрасываемых каждый год, что является крупным источником токсичных отходов и загрязнения грунтовых вод. ^[40]

Емкостная связь [ править ]

Емкостная связь, также называемая электрической связью, использует электрические поля для передачи энергии между двумя электродами ( анодом и катодом ), формируя емкость для передачи энергии. ^[61] При емкостной связи ( электростатическая индукция ), сопряженной с индуктивной связью , энергия передается электрическими полями ^{[3] [15] [4] [6]} между электродами ^[5], такими как металлические пластины. Электроды передатчика и приемника образуют конденсатор с промежуточным пространством какдиэлектрик . ^{[5] [15] [18] [24] [47] [62]} Переменное напряжение, генерируемое передатчиком, прикладывается к передающей пластине, и колеблющееся электрическое поле индуцирует переменный потенциал на пластине приемника за счет электростатической индукции , ^{[ 15] [62],} что вызывает протекание переменного тока в цепи нагрузки. Количество передаваемой мощности увеличивается с частотой ^[62], квадратом напряжения и емкостьюмежду пластинами, которая пропорциональна площади меньшей пластины и (для коротких расстояний) обратно пропорциональна расстоянию. ^[15]

Емкостная связь использовалась практически только в нескольких приложениях с низким энергопотреблением, потому что очень высокие напряжения на электродах, необходимые для передачи значительной мощности, могут быть опасными ^{[18] [24]} и могут вызывать неприятные побочные эффекты, такие как образование вредного озона . Кроме того, в отличие от магнитных полей ^[35] электрические поля сильно взаимодействуют с большинством материалов, включая человеческое тело, из-за диэлектрической поляризации . ^[47] Материалы, находящиеся между электродами или рядом с ними, могут поглощать энергию, в случае людей, возможно, вызывая чрезмерное воздействие электромагнитного поля. ^[18] Однако емкостная связь имеет несколько преимуществ перед индуктивной связью. Поле в значительной степени ограничено между пластинами конденсатора, уменьшая помехи, которые при индуктивной связи требуют сердечников из тяжелых ферритов, «удерживающих поток». ^{[15] [47]} Также менее критичны требования к согласованию между передатчиком и приемником. ^{[15] [18] [62]} Емкостная связь недавно была применена для зарядки портативных устройств с батарейным питанием ^[3], а также для зарядки или непрерывной беспроводной передачи энергии в биомедицинских имплантатах, ^{[4] [5] [6]} и рассматривается как средство передачи мощности между слоями подложки в интегральных схемах. ^[63]

Были использованы два типа схем:

• Поперечная (биполярная) конструкция: ^{[4] [6] [64] [65]} В схеме этого типа есть две пластины передатчика и две пластины приемника. Каждая пластина передатчика соединена с пластиной приемника. Передатчик генератораприводит в действие пластины передатчика в противофазе (разность фаз 180 °) с помощью высокого переменного напряжения, а нагрузка подключается между двумя пластинами приемника. Переменные электрические поля индуцируют переменные потенциалы противоположной фазы в пластинах приемника, и это «двухтактное» действие заставляет ток течь назад и вперед между пластинами через нагрузку. Недостатком этой конфигурации для беспроводной зарядки является то, что две пластины в приемном устройстве должны быть выровнены лицом к лицу с пластинами зарядного устройства, чтобы устройство работало. ^[16]
• Продольная (униполярная) конструкция: ^{[15] [62] [65]} В схеме этого типа передатчик и приемник имеют только один активный электрод, а заземляющий или большой пассивный электрод служит обратным путем для тока. Генератор передатчика подключен между активным и пассивным электродами. Нагрузка также подключается между активным и пассивным электродом. Электрическое поле, создаваемое передатчиком, вызывает переменное смещение заряда в диполе нагрузки за счет электростатической индукции . ^[66]

Резонансная емкостная связь [ править ]

Резонанс также можно использовать с емкостной связью для расширения диапазона. На рубеже 20-го века Никола Тесла провел первые эксперименты как с резонансной индуктивной, так и с емкостной связью.

Магнитодинамическая связь [ править ]

В этом методе мощность передается между двумя вращающимися якорями , один в передатчике и один в приемнике, которые вращаются синхронно, соединенные вместе магнитным полем, создаваемым постоянными магнитами на якорях. ^[25] Якорь передатчика вращается либо посредством ротора электродвигателя , либо как ротор , и его магнитное поле оказывает крутящий момент на якорь приемника, поворачивая его. Магнитное поле действует как механическая связь между якорями. ^[25] Якорь приемника вырабатывает энергию для привода нагрузки либо путем включения отдельного электрического генератора. или используя сам якорь приемника в качестве ротора в генераторе.

Это устройство было предложено в качестве альтернативы индуктивной передаче энергии для бесконтактной зарядки электромобилей . ^[25] Вращающийся якорь, встроенный в пол или обочину гаража, мог бы повернуть якорь приемника в нижней части автомобиля для зарядки его аккумуляторов. ^[25] Утверждается, что этот метод может передавать мощность на расстояние от 10 до 15 см (от 4 до 6 дюймов) с высокой эффективностью, более 90%. ^{[25] [67]} Кроме того, низкочастотные паразитные магнитные поля, создаваемые вращающимися магнитами, создают меньше электромагнитных помех.к расположенным поблизости электронным устройствам, чем высокочастотные магнитные поля, создаваемые системами индуктивной связи. Прототип системы зарядки электромобилей работает в Университете Британской Колумбии с 2012 года. Однако другие исследователи утверждают, что два преобразования энергии (электрическая в механическую, снова в электрическую) делают систему менее эффективной, чем электрические системы, такие как индуктивная связь. ^[25]

Передача волн Ценнека [ править ]

Новый тип системы, использующий волны типа Ценнека, был показан Оруганти и др., Где они продемонстрировали, что можно возбуждать волны типа волн Ценнека на плоских границах раздела металл-воздух и передавать мощность через металлические препятствия. ^{[68] [69] [70]} Здесь идея состоит в том, чтобы возбудить локализованные колебания заряда на границе раздела металл-воздух, в результате чего моды распространяются вдоль границы раздела металл-воздух. ^[71]

Методы дальнего поля (радиационные) [ править ]

Методы дальнего поля позволяют достигать больших расстояний, часто в несколько километров, когда расстояние намного больше диаметра устройства (устройств). Антенны с высокой направленностью или хорошо сколлимированный лазерный свет создают луч энергии, который может соответствовать форме области приема. Максимальная направленность антенн физически ограничена дифракцией .

Как правило, видимый свет (от лазеров) и микроволны (от специально разработанных антенн) представляют собой формы электромагнитного излучения, наиболее подходящие для передачи энергии.

Размеры компонентов могут определяться расстоянием от передатчика до приемника , длиной волны и критерием Рэлея или дифракционным пределом, используемым в стандартной конструкции радиочастотной антенны , что также применимо к лазерам. Предел дифракции Эйри также часто используется для определения приблизительного размера пятна на произвольном расстоянии от апертуры . Электромагнитное излучение испытывает меньшую дифракцию на более коротких длинах волн (более высоких частотах); так, например, синий лазер дифрагирует меньше, чем красный.

Предел Рэлея (также известный как дифракционный предел Аббе ), хотя первоначально применен к разрешению изображения, можно рассматривать в обратном направлении, и диктует , что освещенность (или интенсивность ) любой электромагнитной волны (например, микроволнового или лазерного луча) будет уменьшается по мере того, как луч расходится на расстояние с минимальной скоростью, обратно пропорциональной размеру апертуры. Чем больше отношение апертуры передающей антенны или выходной апертуры лазера к длине волны излучения, тем больше излучение может быть сконцентрировано в компактном луче.

Излучение микроволнового излучения может быть более эффективным ^{[ требуется пояснение ],} чем лазеры, и менее подвержено атмосферному затуханию, вызываемому пылью или аэрозолями, такими как туман.

Здесь уровни мощности вычисляются путем объединения вышеуказанных параметров вместе и добавления коэффициентов усиления и потерь, обусловленных характеристиками антенны, а также прозрачностью и дисперсией среды, через которую проходит излучение. Этот процесс известен как расчет ссылочного бюджета .

Микроволны [ править ]

Передачу энергии с помощью радиоволн можно сделать более направленной, что позволит передавать мощность на большие расстояния с более короткими длинами волн электромагнитного излучения, обычно в микроволновом диапазоне. ^[72] ректенна может быть использован для преобразования СВЧ - энергии обратно в электричество. Реализован КПД преобразования ректенны, превышающий 95%. ^{[ необходима цитата ]} Для передачи энергии от находящихся на орбите спутников на солнечной энергии к Земле было предложено излучение энергии с использованием микроволн, и была рассмотрена передача энергии космическим кораблям, покидающим орбиту. ^{[73] [74]}

Передача мощности микроволнами связана с трудностью, заключающейся в том, что для большинства космических приложений требуемый размер апертуры очень велик из-за дифракционного ограничения направленности антенны. Например, исследование NASA 1978 года спутников на солнечной энергии требовало передающей антенны диаметром 1 километр (0,62 мили) и приемной ректенны диаметром 10 километров (6,2 мили) для микроволнового луча на частоте 2,45 ГГц . ^[75] Эти размеры могут быть несколько уменьшены за счет использования более коротких длин волн, хотя короткие волны могут иметь трудности с атмосферным поглощением и блокировкой луча дождем или каплями воды. Из-за " проклятия разреженного массива"", невозможно сделать более узкий луч, комбинируя лучи нескольких спутников меньшего размера.

Для наземных приложений приемная решетка большой площади диаметром 10 км позволяет использовать большие уровни общей мощности при работе с низкой плотностью мощности, рекомендованной для защиты человека от электромагнитного воздействия. Безопасная для человека плотность мощности 1 мВт / см ^2, распределенная по площади диаметром 10 км, соответствует общему уровню мощности 750 мегаватт. Это уровень мощности многих современных электростанций. Для сравнения: солнечная фотоэлектрическая ферма аналогичного размера может легко превысить 10 000 мегаватт (округлено) в лучших условиях в дневное время.

После Второй мировой войны, когда были разработаны мощные микроволновые излучатели, известные как резонаторные магнетроны , была исследована идея использования микроволн для передачи энергии. К 1964 году был продемонстрирован миниатюрный вертолет, приводимый в движение микроволновой печью. ^[76]

Японский исследователь Хидэцугу Яги также исследовал беспроводную передачу энергии с помощью разработанной им направленной антенной решетки. В феврале 1926 года Яги и его коллега Синтаро Уда опубликовали свою первую статью о настроенной направленной решетке с высоким коэффициентом усиления, ныне известной как антенна Яги . Хотя она не оказалась особенно полезной для передачи энергии, эта лучевая антенна получила широкое распространение в отраслях радиовещания и беспроводной связи благодаря своим превосходным рабочим характеристикам. ^[77]

Беспроводная передача высокой мощности с использованием микроволн хорошо зарекомендовала себя. Эксперименты в десятки киловатт проводились в Голдстоуне в Калифорнии в 1975 году ^{[78] [79] [80]} и совсем недавно (1997 год) в Гранд-Бассене на острове Реюньон . ^[81] Эти методы позволяют достичь расстояния порядка километра.

В экспериментальных условиях эффективность микроволнового преобразования составила около 54% ​​на расстоянии одного метра. ^[82]

Было предложено перейти на 24 ГГц, поскольку микроволновые излучатели, подобные светодиодам, были сделаны с очень высокой квантовой эффективностью с использованием отрицательного сопротивления , то есть диодов Ганна или IMPATT, и это было бы целесообразно для линий связи малого радиуса действия.

В 2013 году изобретатель Хатем Зейне продемонстрировал, как беспроводная передача энергии с использованием фазированных антенных решеток может обеспечивать электрическую мощность на расстоянии до 30 футов. Он использует те же радиочастоты, что и WiFi. ^{[83] [84]}

В 2015 году исследователи из Вашингтонского университета представили технологию питания через Wi-Fi, которая обеспечивает непрерывную подзарядку аккумуляторов и обеспечивает питание камер и датчиков температуры без использования аккумуляторов с использованием передачи от маршрутизаторов Wi-Fi. ^{[85] [86]} Было показано, что сигналы Wi-Fi питают датчики температуры и камеры без батареи на расстоянии до 20 футов. Также было показано, что Wi-Fi можно использовать для беспроводной подзарядки никель-металлогидридных и литий-ионных батарей типа «таблетка» на расстоянии до 28 футов.

В 2017 году Федеральная комиссия по связи (FCC) сертифицировала первый беспроводной передатчик радиочастот (RF) среднего поля. ^[87]

Лазеры [ править ]

В случае электромагнитного излучения, близкого к видимой области спектра (от 0,2 до 2 микрометров ), мощность может передаваться путем преобразования электричества в лазерный луч, который принимается и концентрируется на фотоэлектрических элементах (солнечных элементах). ^{[88] [89]} Этот механизм обычно известен как «передача энергии», потому что мощность передается на приемник, который может преобразовать ее в электрическую энергию. В приемнике применяются специальные фотоэлектрические преобразователи мощности лазера, оптимизированные для преобразования монохроматического света. ^[90]

Преимущества по сравнению с другими беспроводными методами: ^[91]

• Коллимированное распространение монохроматического волнового фронта обеспечивает узкую площадь поперечного сечения луча для передачи на большие расстояния. В результате при увеличении расстояния от передатчика до приемника происходит небольшое снижение мощности или его отсутствие.
• Компактный размер: твердотельные лазеры подходят для небольших изделий.
• Отсутствие радиочастотных помех существующей радиосвязи, такой как Wi-Fi и сотовые телефоны.
• Контроль доступа: мощность получают только приемники, пораженные лазером.

К недостаткам можно отнести:

• Лазерное излучение опасно. Без надлежащего механизма безопасности низкие уровни мощности могут ослепить людей и других животных. Высокая мощность может убить из-за локального точечного нагрева.
• Преобразование электричества в свет ограничено. Фотогальванические элементы достигают максимальной эффективности 40% –50%. ^[92]
• Атмосферное поглощение, а также поглощение и рассеяние облаками, туманом, дождем и т. Д. Вызывают до 100% потерь.
• Требуется прямая видимость цели. (Вместо того, чтобы направлять луч прямо на приемник, лазерный луч также может направляться по оптическому волокну. Тогда говорят о технологии Power-over-Fiber .)

Лазерная технология «powerbeaming» была исследована в военном оружии ^{[93] [94] [95]} и в аэрокосмической ^{[96] [97] области} . Также он применяется для питания различных датчиков в промышленных условиях. В последнее время его разрабатывают для питания коммерческой и бытовой электроники . Системы беспроводной передачи энергии, использующие лазеры для потребительского пространства, должны удовлетворять требованиям лазерной безопасности, стандартизированным в соответствии с IEC 60825. ^{[ необходима цитата ]}

В 2018 году была продемонстрирована первая беспроводная система питания с использованием лазеров для потребительских приложений, способная подавать питание на стационарные и движущиеся устройства по комнате. Эта беспроводная система питания соответствует требованиям безопасности в соответствии со стандартом IEC 60825. Он также одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA). ^[98]

Другие детали включают в себя распространение , ^[99] и последовательность и проблему ограничения диапазона . ^[100]

Джеффри Лэндис ^{[101] [102] [103]} - один из пионеров спутников на солнечной энергии ^[104] и лазерной передачи энергии, особенно для космических и лунных миссий. Спрос на безопасные и частые космические полеты привел к предложениям о космическом лифте с лазерным приводом . ^{[105] [106]}

Центр летных исследований Драйдена НАСА продемонстрировал легкую беспилотную модель самолета, работающую от лазерного луча. ^[107] Это доказательство концепции демонстрирует возможность периодической подзарядки с использованием системы лазерного луча.

Ученые из Китайской академии наук разработали доказательную концепцию использования лазера с двумя длинами волн для беспроводной зарядки портативных устройств или БПЛА. ^[108]

Связь с атмосферным плазменным каналом [ править ]

При соединении каналов атмосферной плазмы энергия передается между двумя электродами посредством электропроводности через ионизированный воздух. ^[109] Когда между двумя электродами существует градиент электрического поля, превышающий 34 киловольта на сантиметр при атмосферном давлении на уровне моря, возникает электрическая дуга. ^[110] Этот пробой атмосферного диэлектрика приводит к протеканию электрического тока по случайной траектории через ионизированный плазменный канал.между двумя электродами. Примером этого является естественная молния, где один электрод является виртуальной точкой в ​​облаке, а другой - точкой на Земле. В настоящее время проводятся исследования лазерно-индуцированного плазменного канала (LIPC) с использованием сверхбыстрых лазеров для искусственного стимулирования развития плазменного канала в воздухе, направления электрической дуги и направления тока по определенному пути контролируемым образом. ^[111] Энергия лазера снижает атмосферное напряжение пробоя диэлектрика, и воздух становится менее изолирующим из-за перегрева, что снижает плотность ( ) воздушной нити. ^[112]${\ displaystyle p}$

Этот новый процесс изучается для использования в качестве лазерного громоотвода и в качестве средства инициирования разрядов молний из облаков для исследований естественных каналов молний, ^[113] для исследований искусственного распространения в атмосфере, в качестве замены обычных радиоантенн, ^[114] для приложения, связанные с электросваркой и механической обработкой, ^{[115] [116]} для отвода энергии от разрядов высоковольтных конденсаторов, для оружейных приложений с направленной энергией, использующих электрическую проводимость через путь заземления, ^{[117] [118] [119] [120 ] ]} и электронных помех . ^[121]

Сбор энергии [ править ]

В контексте беспроводной энергетики сбор энергии , также называемый сбором энергии или сбором энергии , представляет собой преобразование энергии окружающей среды из окружающей среды в электроэнергию, в основном для питания небольших автономных беспроводных электронных устройств. ^[122] Окружающая энергия может исходить от паразитных электрических или магнитных полей или радиоволн от ближайшего электрического оборудования, света, тепловой энергии (тепла) или кинетической энергии, такой как вибрация или движение устройства. ^[122] Хотя эффективность преобразования обычно низкая, а собираемая мощность зачастую мизерная (милливатты или микроватты), ^[122]его может быть достаточно для запуска или подзарядки небольших беспроводных устройств на микромощности, таких как удаленные датчики , которые все чаще используются во многих областях. ^[122] Эта новая технология разрабатывается для устранения необходимости замены батарей или зарядки таких беспроводных устройств, что позволяет им работать полностью автономно. ^{[123] [124]}

История [ править ]

События 19 века и тупики [ править ]

В 19 веке появилось множество теорий и контр-теорий о том, как может передаваться электрическая энергия. В 1826 году Андре-Мари Ампер обнаружил закон Ампера, показывающий, что электрический ток создает магнитное поле. ^[125] Майкл Фарадей описал в 1831 году с его законом индукции в электродвижущую силу движущую тока в контуре проводника магнитным потоком изменяющегося во времени. Передача электрической энергии без проводов наблюдалась многими изобретателями и экспериментаторами ^{[126] [127] [128],} но отсутствие последовательной теории смутно объясняло эти явления электромагнитной индукцией . ^[129]Краткое объяснение этих явлений будет поступать из 1860 уравнений Максвелла ^[51] со стороны Джеймса Клерка Максвелла , создание теории , что унифицированная электричество и магнетизм электромагнетизма , предсказывающий существование электромагнитных волн , как «беспроводной» носителем электромагнитной энергии. Примерно в 1884 году Джон Генри Пойнтинг определил вектор Пойнтинга и дал теорему Пойнтинга , которая описывает поток энергии через область в пределах электромагнитного излучения и позволяет правильно анализировать системы беспроводной передачи энергии. ^{[51] [130]} За этим последовал Генрих Рудольф Герц1888 год - подтверждение теории, которая включала доказательства радиоволн . ^[130]

В тот же период Уильямом Генри Уордом (1871 г.) и Махлоном Лумисом (1872 г.) были предложены две схемы беспроводной передачи сигналов , основанные на ошибочном представлении о существовании наэлектризованного слоя атмосферы, доступного на малой высоте. ^{[131] [132]} В патентах обоих изобретателей отмечалось, что этот слой, связанный с обратным путем с использованием «земных токов», позволит использовать беспроводную телеграфию, а также подавать питание на телеграф, отказавшись от искусственных батарей, а также может использоваться для освещение, тепло и движущая сила. ^{[133] [134]} Более практическая демонстрация беспроводной передачи через проводимость была проведена в Амосе Долбире.Магнитоэлектрический телефон 1879 года, который использовал заземление для передачи на расстояние четверти мили. ^[135]

Тесла [ править ]

После 1890 года изобретатель Никола Тесла экспериментировал с передачей мощности с помощью индуктивной и емкостной связи, используя радиочастотные резонансные трансформаторы с искровым возбуждением , которые теперь называются катушками Тесла , которые генерируют высокие напряжения переменного тока. ^{[51] [53] [136]} Вначале он попытался разработать беспроводную систему освещения на основе индуктивной и емкостной связи в ближнем поле ^[53] и провел серию публичных демонстраций, на которых он зажег трубки Гейсслера и даже лампы накаливания со всех сторон. сцена. ^{[53] [136] [137]}Он обнаружил, что может увеличить расстояние, на котором он может зажечь лампу, используя приемную LC-цепь, настроенную на резонанс с LC-цепью передатчика. ^[52] с использованием резонансной индуктивной связи . ^{[53] [54]} Тесла не смог создать коммерческий продукт из своих открытий ^[138], но его метод резонансной индуктивной связи в настоящее время широко используется в электронике и в настоящее время применяется в системах беспроводной связи малого радиуса действия. ^{[53] [139]}

Тесла продолжил разработку беспроводной системы распределения энергии, которая, как он надеялся, будет способна передавать электроэнергию на большие расстояния прямо в дома и на фабрики. Вначале он, казалось, заимствовал идеи Махлона Лумиса ^{[140] [141],} предлагая систему, состоящую из воздушных шаров для подвешивания передающих и принимающих электродов в воздухе на высоте более 30 000 футов (9 100 м), где, как он думал, давление будет позволяют ему посылать высокое напряжение (миллионы вольт) на большие расстояния. Для дальнейшего изучения проводящей природы воздуха низкого давления он установил испытательную установку на большой высоте в Колорадо-Спрингс в 1899 году. ^{[142] [143] [144]}Эксперименты, которые он проводил там с большой катушкой, работающей в диапазоне мегавольт, а также сделанные им наблюдения электронного шума ударов молний, ​​привели его к неправильному выводу ^{[145] [135],} что он мог использовать весь земной шар для проводят электрическую энергию. Теория включала подачу импульсов переменного тока в Землю на ее резонансной частоте от заземленной катушки Тесла, работающей против повышенной емкости, заставляя потенциал Земли колебаться. Тесла думал, что это позволит принимать переменный ток с помощью аналогичной емкостной антенны, настроенной на резонанс с ней в любой точке Земли с очень небольшими потерями мощности. ^{[146] [147] [148]}Его наблюдения также заставили его поверить, что высокое напряжение, используемое в катушке на высоте нескольких сотен футов, «разрушит слой воздуха», устраняя необходимость в многомиллионном кабеле, висящем на воздушных шарах, для создания его атмосферного возвратного контура. ^{[149] [150]} Тесла в следующем году предложит « Всемирную беспроводную систему », которая должна передавать информацию и энергию по всему миру. ^{[151] [152]} В 1901 году в Шорхэме, штат Нью-Йорк, он попытался построить большую беспроводную высоковольтную электростанцию, которая теперь называется Башня Варденклиф , но к 1904 году инвестиции иссякли, и объект так и не был завершен.

Технологии ближнего поля и безызлучательные [ править ]

Индуктивная передача энергии между соседними катушками проводов была самой ранней разработанной беспроводной технологией питания, существующей с момента разработки трансформатора в 1800-х годах. Индукционный нагрев используется с начала 1900-х годов. ^[153]

С появлением беспроводных устройств были разработаны подставки для индукционной зарядки для приборов, используемых во влажной среде, таких как электрические зубные щетки и электрические бритвы , чтобы исключить опасность поражения электрическим током. Одним из первых предложенных приложений индуктивного переноса было питание электровозов. В 1892 году Морис Хютен и Морис Леблан запатентовали беспроводной метод питания железнодорожных поездов с использованием резонансных катушек, индуктивно связанных с рельсовым проводом на частоте 3 кГц. ^[154]

В начале 1960-х годов резонансная индуктивная беспроводная передача энергии успешно использовалась в имплантируемых медицинских устройствах ^[155], включая такие устройства, как кардиостимуляторы и искусственное сердце. В то время как в ранних системах использовалась резонансная приемная катушка, в более поздних системах ^{[156] также} использовались резонансные передающие катушки. Эти медицинские устройства разработаны для обеспечения высокой эффективности с использованием маломощной электроники, при этом эффективно компенсируя некоторую несоосность и динамическое скручивание катушек. Расстояние между катушками при имплантации обычно составляет менее 20 см. Сегодня резонансная индуктивная передача энергии регулярно используется для обеспечения электроэнергии во многих имеющихся в продаже медицинских имплантируемых устройствах. ^[157]

Первые пассивные технологии RFID (радиочастотной идентификации) были изобретены Марио Кардулло ^[158] (1973) и Коелле и др. ^[159] (1975) и к 1990-м годам уже использовались в бесконтактных и бесконтактных смарт-картах .

Распространение портативных устройств беспроводной связи, таких как мобильные телефоны , планшеты и портативные компьютеры, в последние десятилетия в настоящее время стимулирует развитие технологий беспроводного питания и зарядки среднего диапазона, чтобы устранить необходимость в привязке этих устройств к розеткам во время зарядки. ^[160] Консорциум питания Wireless был создан в 2008 году для разработки совместимых стандартов по всем производителям. ^[160] Его стандарт индуктивной мощности Qi, опубликованный в августе 2009 года, обеспечивает высокоэффективную зарядку и питание портативных устройств мощностью до 5 Вт на расстоянии 4 см (1,6 дюйма). ^[161]Беспроводное устройство помещается на плоскую пластину зарядного устройства (которая может быть встроена, например, в столешницы в кафе), и мощность передается от плоской катушки в зарядном устройстве к аналогичной катушке в устройстве. В 2007 году группа под руководством Марина Солячича из Массачусетского технологического института использовала передатчик с двойным резонансом и вторичной обмоткой диаметром 25 см, настроенной на 10 МГц, для передачи 60 Вт мощности на аналогичный приемник с двойным резонансом на расстоянии 2 м (6,6 футов) (восемь футов). раз больше диаметра катушки передатчика) при КПД около 40%. ^{[53] [56]}

В 2008 году команда Грега Лейха и Майка Кеннана из Nevada Lightning Lab использовала заземленный передатчик с двойным резонансом с вторичной обмоткой диаметром 57 см, настроенной на 60 кГц, и аналогичный заземленный приемник с двойным резонансом для передачи энергии через связанные электрические поля с возвратной цепью тока земли. на расстоянии 12 метров (39 футов). ^[162] В 2011 году доктор Кристофер А. Такер и профессор Кевин Уорвик из Университета Рединга воссоздали патент Теслы 1900 года 0 645 576 в миниатюре и продемонстрировали передачу энергии на расстояние более 4 метров (13 футов) с диаметром катушки 10 сантиметров (3,9 дюйма). ) на резонансной частоте 27,50 МГц с эффективным КПД 60%. ^[163]

Микроволны и лазеры [ править ]

До Второй мировой войны в области беспроводной передачи энергии не было достигнуто большого прогресса. ^[80] Радио было разработано для использования в связи, но не могло использоваться для передачи энергии, так как относительно низкочастотные радиоволны распространяются во всех направлениях и мало энергии достигает приемника. ^{[51] [80]} В радиосвязи на приемнике усилитель усиливает слабый сигнал, используя энергию другого источника. Для передачи энергии для эффективной передачи требуются передатчики, которые могут генерировать высокочастотные микроволны , которые могут фокусироваться узкими лучами в направлении приемника. ^{[51] [80] [164]}

Развитие микроволновых технологий во время Второй мировой войны, таких как клистронные и магнетронные лампы и параболические антенны ^[80], сделало радиационные методы ( дальнего поля ) впервые практичными, и первая беспроводная передача энергии на большие расстояния была достигнута в США. 1960-е годы Уильяма С. Брауна . ^[51] В 1964 году Браун изобрел ректенну, которая могла эффективно преобразовывать микроволны в мощность постоянного тока, а в 1964 году продемонстрировал это с первым самолетом с беспроводным приводом, моделью вертолета, работающим на микроволновых лучах, излучаемых с земли. ^[80] Главной мотивацией микроволновых исследований в 1970-х и 80-х годах была разработкаспутник солнечной энергии . ^{[51] [80]} Задуманный в 1968 году Питером Глейзером , он будет собирать энергию солнечного света с помощью солнечных элементов и передавать ее на Землю в виде микроволн в огромные ректенны, которые преобразуют ее в электрическую энергию в электросети . ^[165] В знаменательных экспериментах 1975 года в качестве технического директора программы JPL / Raytheon Браун продемонстрировал передачу на большие расстояния, передав 475 Вт микроволновой мощности на ректенну на расстоянии мили с эффективностью преобразования микроволн в постоянный ток 54%. ^[166]В Лаборатории реактивного движения НАСА он и Роберт Дикинсон передали выходную мощность постоянного тока 30 кВт на расстояние 1,5 км с помощью микроволн с частотой 2,38 ГГц с 26-метровой тарелки на решетку ректенн 7,3 x 3,5 м. Эффективность преобразования падающих радиочастот в постоянный ток выпрямителя составляла 80%. ^[167] В 1983 году Япония запустила MINIX (эксперимент по нелинейному взаимодействию в ионосфере в микроволновом диапазоне ) , ракетный эксперимент для проверки передачи мощных микроволн через ионосферу. ^{[ необходима цитата ]}

В последние годы в центре внимания исследований была разработка беспилотных летательных аппаратов с беспроводным питанием, которые начались в 1959 году с проекта RAMP (Raytheon Airborne Microwave Platform) Министерства обороны США ^[80], который спонсировал исследования Брауна. В 1987 году Канадский исследовательский центр связи разработал небольшой прототип самолета под названием « Стационарная высокогорная релейная платформа (SHARP)» для передачи данных электросвязи между точками на Земле, подобного спутнику связи . Приведенный в действие ректенной, он мог летать на высоте 13 миль (21 км) и оставаться в воздухе в течение нескольких месяцев. В 1992 году команда из Киотского университета построила более совершенный аппарат под названием MILAX (эксперимент с подъемом самолета в микроволновом диапазоне).

В 2003 году НАСА запустило первый самолет с лазерным двигателем. Двигатель небольшой модели самолета питался от электричества, вырабатываемого фотоэлементами из луча инфракрасного света от наземного лазера, в то время как система управления удерживала лазер наведенным на самолет.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

Книги и статьи

Патенты

Внешние ссылки [ править ]

• Howstuffworks «Как работает беспроводная энергия» - описывает беспроводную передачу энергии в ближнем и среднем диапазоне с использованием индукционных и радиационных методов.
• Микроволновая передача энергии - история ее существования до 1980 года.
• Стационарная высокогорная релейная платформа (SHARP) с питанием от микроволнового луча.
• MIT WiTricity Марина Солячича - страницы беспроводной передачи энергии.
• Rezence - официальный сайт стандарта беспроводной мощности, продвигаемого Alliance for Wireless Power
• Qi - официальный сайт стандарта беспроводной мощности, продвигаемый консорциумом Wireless Power Consortium
• PMA - официальный сайт стандарта беспроводного питания, продвигаемого Power Matters Alliance.
• WiPow - официальный сайт WiPow Coalition, продвигающий стандартизированное беспроводное питание для медицинских, мобильных и колесных устройств.