Инженеры и физики создали компьютерную модель, детально описывающую систему передачи электричества по воздуху от дороги к движущемуся автомобилю. Исследователи показали работоспособность подобной схемы и определили оптимальный дизайн её узлов.
Новую вариацию дороги, самостоятельно питающей электрокары, придумали Шаньхуэй Фань (Shanhui Fan) и его коллеги из Стэнфорда.
Авторы работы решили, что для успешной подзарядки электромобиля, несущегося по загородной трассе, необходима аппаратура, способная перебрасывать мощность в 10 кВт на расстояние до 2 метров. Разумеется, для преодоления подъёмов или ускорений использовалась бы энергия из батареи. Но цепочка таких передатчиков под асфальтом придала бы электромобилям новое дыхание.
«Что делает эту концепцию замечательной, так это тот факт, что вы сможете вести автомобиль неограниченное время без подзарядки, — говорит один из авторов исследования Ричард Сассун (Richard Sassoon), директор проекта „Глобальный климат и энергетика“ (GCEP), который финансировал исследование. — Вы будете иметь в батарее больший запас энергии в конце поездки, чем в её начале!»
Нужно пояснить, что идея беспроводной подзарядки электромобилей на ходу появилась давно. Но реализовать её оказалось не так-то просто. Дальше всех продвинулись корейцы со своей системой OLEV (мы рассказывали о её появлении, испытании и внедрении).
Увы, ориентирована корейская разработка прежде всего на транспортные средства, движущиеся со сравнительно невысокой скоростью. Не случайно дебютировала эта система в развлекательном парке. А в городах предложено ставить такие передатчики перед перекрёстками, там, где машины замедляют ход.
Но вот новаторы из Стэнфордского университета полагают, что комплексу, похожему на OLEV, по силам питать электрические машины и на высоких скоростях.
«Наше видение заключается в том, что вы сможете выехать на любую дорогу и заряжать там свой автомобиль, — говорит Фань. — Крупномасштабное развёртывание предполагает реконструкцию всей системы автомобильных дорог и даже найдёт применение за пределами транспорта».
По отдельности и беспроводную передачу электричества, и повзводное движение автомобилей учёные уже реализовали. Осталось довести оба направления до совершенства и объединить (иллюстрация с сайта asce.org).
Закачивать электричество на борт предлагается за счёт резонансной магнитной связи. В такой схеме энергия передаётся осциллирующим магнитным полем, связывающим две катушки, настроенные на одну частоту.
Этот метод нельзя считать банальным трансформатором или сочетанием электромагнитного излучателя и приёмника. Передаваемый таким методом поток, уточняют учёные, чувствует только точно настроенная катушка.
Ещё в 2007 году учёные из Массачусетского технологического института запитали таким способом 60-ваттную лампу на расстоянии более двух метров. Позже проект вылился в создание компании WiTricity, занявшейся разработкой и внедрением бытовых беспроводных систем передачи энергии (от зарядки всё того же электромобиля в гараже до питания телевизора или стереосистемы).
В своей работе физики рассмотрели несколько вариантов взаимной ориентации приёмных и передающих катушек, а также ввели в схему металлические пластины (как со стороны передатчика, так и приёмника), влияющие на режим работы связанных магнитным резонансом обмоток и уменьшающие ненужные потери энергии.
Исследователи установили, что при частоте изменения передающего поля в 10 МГц и размерах катушек в 0,6-0,8 м КПД в такой системе может достигать 97% при переправке энергии на 2 метра.
Для сравнения: у OLEV практический КПД 74%, который может быть повышен до 80%, но лишь при очень малом зазоре между днищем машины и дорогой.
Результаты расчётов новаторы опубликовали в Applied Physics Letters (PDF-документ). В статье авторы подчеркнули, что постарались учесть реальную обстановку, в которой должна работать система беспроводной передачи электричества.
Фань со товарищи подали заявку на патент и теперь намерены продолжить развитие придуманной ими системы. Они намечают построить лабораторный прототип комплекса, а позже испытать его и на дороге.
Учёным предстоит убедиться, что магнитно-резонансная передача энергии не будет оказывать никакого вредного воздействия на людей и животных, электронику в автомобиле, наконец, кредитки в кармане водителя.
Любопытно, что сеть электромагнитных катушек в дорожном полотне может иметь ещё одно полезное применение. При помощи слежения за полями от таких устройств, утверждают исследователи, бортовая электроника могла бы точно позиционировать автомобиль посередине полосы. А это пригодилось бы в системах автоматического вождения.
На рисунке и снимке – давно развивающийся проект солнечных магистралей Solar Roadways со встроенными прямо в дорогу солнечными батареями, аккумуляторами и светодиодными пикселями. Прототип такого полотна изобретатели создали летом 2011 года.
А вообще есть некоторая аналогия — при высоких частотах тока и наличии конденсаторов как-то так можно гонять электроны туда-сюда.
Я конечно большой фанат Теслы. Тесла работал с высокими частотами. Нам бы разгадать секрет работы его ящичка для бестопливного электромобиля и не пришлось бы эти катушки в трассу вообще закапывать. Может на высоких частотах резонирует кристаллическая решетка материала катушек и вещество превращается в энергию?
А как же Максвел, Фарадей, Вольт, Ампер, Кулон, Гальвани,Эрстед,Ленц ,Ом ?
Тесла это великий мистификатор ... значения его сильно переоценивают.
В гавно превращается ... резонируя.
Надоели эти мистификаторы.
Даже если речь идет о нескольких миллиметрах точном фиксированном месте расположения и неподвижном приемнике заряда.
В этом проекте кроме того что зарядка должна быть на большой скорости, так и машина может не точно проезжать над катушкой (если говорить о полном компьютерном управлении, исключительно по датчикам, по моему дешевле будет рельсы проложить)
Так еще и за счет подвески может меняться высота и угол.
То что там написано 2 метра мечтают, во первых только мечты. Во вторых это все равно не значит что в любые направления, там по моему еще более важным будет угол и расположение приемника
А о каких зарядках вы говорите? Об индуктивных, которые зубные щётки с моторчиком подзаряжают? Так вроде там принцип другой.
Меня запутало недавняя демонстрация на CES 2012 компания Texas Instruments (TI) представила беспроводные зарядки для моб телефонов с КПД 70%. Но они действительно индукционные.
Просто это ж вроде как должны быть высокие технологии...
Видимо для мобильников КПД не очень важен, в виду их малой мощности.
Резонансный метод не используется скорей всего либо из-за его большей стоимости , либо из-за громоздкости...
А вообще, понравилась идея со встраиванием солнечных батарей в дорогу — очень рациональное использование пространства + использование дороги в качестве линий передач. Только вот смущает 10КВт на каждую такую хрень — где ж их взять в таком количестве? Нефтяные запасы — новый рынок применения. Надеюсь, я ошибаюсь.
Солнечные батарейки там же вроде не в самой дороге , а рядом с ней. Так же как и ветряки.
А вот 10 кВт по моему не так страшно. Оно ж будет включено только тогда , когда машина проезжает. Так что потребление должно быть близко к тому сколько машина может сама потребить.
По моим прикидкам это около 200 кВт*час в месяц
Да действительно..»
-- резонансный не лучше и не хуже тут всё зазор и частота.. Есть одна идея.. с приятелем будем делать прототип ..
Это называется начали за здравие , кончили за упокой.
Сначала говорите о способах оплаты.
А потом оказывается об окупаемости идеи в целом
А теперь после его отмены, дорожный сбор включен в стоимость бензина. Не думаю, что поступления в бюджет уменьшились или окупаемость сильно изменилась...
Для меня это стало ясно, когда узнал, что российская цена чуть ли не вдвое больше (за счет пошлин) становиться , чем европейская. Или американская.
И это при и так огромной цене подобных авто.
А на западе есть еще всяческие льготы и доплаты государства. Это если не говорить о финансировании электро заправок.
Компьютерные комплектующие стоят столько же, сколько и в Европе если судить по eBay
страносрач разводите в другом месте.
тут нерестилище научно-популярное млять!
Компьютерные комплектующие стоят столько же, сколько и в Европе если судить по eBay»
_Мне приходилось слышать, как живущие в Украине, удивлялись высоким российским ценам.
Отрадно.
_Чингисахана осталось оживить и эволюционировать вместе с далай ламой. Только китайцы будут не в восторге.
Почему не идешь к нам?
Кто если не ты безапеляционно скажет «МОЁ! Я сдел это 30 лет назад в Болгарии, из подручных средств! Но всё равно вышло лучше и по КПД и по рентабельности.»
Помним.
Верим.
Ждём.
Представили?
Однако, здоровых людей — не станет.
Можно в конце концов мощность сократить. В общем нужно больше экспериментов и данных.
Q: Is WiTricity technology safe?
A: WiTricity’s technology is a non-radiative mode of energy transfer, relying instead on the magnetic near field. Magnetic fields interact very weakly with biological organisms—people and animals—and are scientifically regarded to be safe.
WiTricity products are being designed to comply with applicable safety standards and regulations.
www.witricity.com/pages/faq.html
WiTricity products are being designed to comply with applicable safety standards and regulations.
-----------------
Что то верится с трудом.
Даже магнитные поля трансформаторов промышленной частоты признаются вредными, а уж излучения в диапазоне десятка мегагерц постоянно воздействующие на организм — на вряд ли улучшат здоровье тех, кто попадет в такое поле.
Но это, естественно, только мнение неравнодушного дилетанта.
-----------------
Кем признается, и можно ссылку на исследование?
Даже магнитные поля трансформаторов промышленной частоты признаются вредными
-----------------
Кем признается, и можно ссылку на исследование?
----------------------------------------------------------------------------------
Извините, сейчас такой ссылки у меня под руками — нет.
Привел информацию по памяти — когда то читал об этом.
Возможно, кто то из читателей знает такие исследования.
К чему он это пишет?
С чем оно связано?
Что творится у него в голове страшно представить.
К чему он это пишет?
С чем оно связано?
Что творится у него в голове страшно представить.»
_Сверхразум, товарищ просто разум :-)
А с появлением более емких и дешевых акумов в ней надобность отпадает
это вы сразу в корень зазрилиблеа
а две металлические полоски на дороге и токопроводящие шины не решают проблемму?