Беспроводна́я переда́ча электри́чества — способ передачи электрической энергии без использования токопроводящих элементов в электрической цепи. К настоящему (2009) времени имели место успешные опыты с передачей энергии мощностью порядка десятков киловатт в микроволновом диапазоне с КПД около 40 % — в 1975 в Goldstone, Калифорния и в 1997 в Grand Bassin на острове Реюньон (дальность порядка километра, исследования в области энергоснабжения посёлка без прокладки кабельной электросети). Технологические принципы такой передачи включают в себя индукционный (на малых расстояниях и относительно малых мощностях), резонансный (используется в бесконтактных смарт-картах и чипах RFID) и направленный электромагнитный для относительно больших расстояний и мощностей (в диапазоне от ультрафиолета до микроволн).

История беспроводной передачи энергии

• 1820: Андре Мари Ампер открыл закон Ампера, показывающий, что электрический ток производит магнитное поле.
• 1831: Майкл Фарадей открыл закон индукции Фарадея, важный базовый закон электромагнетизма.
• 1864: Джеймс Максвелл систематизировал все предыдущие наблюдения, эксперименты и уравнения по электричеству, магнетизму и оптике в последовательную теорию и строгое математическое описание поведения электромагнитного поля.
• 1888: Генрих Герц подтвердил существование электромагнитного поля. «Аппарат для генерации электромагнитного поля» Герца был СВЧ или УВЧ искровой передатчик «радиоволн».
• 1891: Никола Тесла улучшил передатчик волн Герца радиочастотного энергоснабжения в своём патенте No. 454,622, «Система электрического освещения».
• 1893: Тесла демонстрирует беспроводное освещение люминесцентными лампами в проекте для Колумбовской всемирной выставки в Чикаго.^[1]
• 1894: Тесла зажигает без проводов лампу накаливания в лаборатории на Пятой авеню, а позже в лаборатории на Хьюстон стрит в Нью-Йорке, с помощью «электродинамической индукции», то есть посредством беспроводной резонансной взаимоиндукции.^[2][3][4]
• 1894: Джагдиш Чандра Боше дистанционно воспламеняет порох и ударяет в колокол с использованием электромагнитных волн, показывая, что сигналы связи можно посылать без проводов.^[5][6]
• 1895: Боше передаёт сигнал на расстояние около одной мили.^[5][6]
• 1896: Тесла передаёт сигнал на расстояние около 48 километров.^[7]
• 1897: Гульельмо Маркони передает текстовое сообщение азбукой Морзе на расстояние около 6 км, используя для этого радиопередатчик.
• 1897: Тесла регистрирует первый из своих патентов по применению беспроводной передачи.
• 1899: В Колорадо Спрингс Тесла пишет: «Несостоятельность метода индукции представляется огромной по сравнению с методом возбуждения заряда земли и воздуха».^[8]
• 1900: Гульельмо Маркони не смог получить патент на изобретение радио в Соединённых Штатах.
• 1901: Маркони передаёт сигнал через Атлантический океан, используя аппарат Тесла.
• 1902: Тесла против Реджинальда Фессендена: конфликт американского патента No. 21,701 «Система передачи сигналов (беспроводная). Избирательное включение ламп накаливания, электронные логические элементы в целом».^[9]
• 1904: На Всемирной выставке в Сент-Луисе предлагается премия за успешную попытку управления двигателем дирижабля мощностью 0,1 л.с. (75 Вт) от энергии, передаваемой дистанционно на расстояние менее 100 футов (30 м).^[10]
• 1917: Разрушена Башня Ворденклифа, построенная Никола Тесла для проведения опытов по беспроводной передаче больших мощностей.
• 1926: Шинтаро Уда и Хидецугу Яги публикуют первую статью «о регулируемом направленном канале связи с высоким усилением»,^[11] хорошо известном как «антенна Яги-Уда» или антенна «волновой канал».
• 1961: Уильям Браун публикует статью по исследованию возможности передачи энергии посредством микроволн.^[12][13]
• 1964: Уильям Браун и Уолтер Кроникт демонстрируют на канале CBS News модель вертолета, получающего всю необходимую ему энергию от микроволнового луча.
• 1968: Питер Глейзер предлагает беспроводную передачу солнечной энергии из космоса с помощью технологии «Энергетический луч».^[14][15] Это считается первым описанием орбитальной энергетической системы.
• 1973: Первая в мире пассивная система RFID продемонстрирована в Лос-Аламосской Национальной лаборатории.^[16]
• 1975: Комплекс дальней космической связи Голдстоун проводит эксперименты по передаче мощности в десятки киловатт.^[17][18][19]
• 2007: Исследовательская группа под руководством профессора Марина Солячича из Массачусетского технологического института передала беспроводным способом на расстояние 2 м мощность, достаточную для свечения лампочки 60 вт, с к.п.д. 40 %, с помощью двух катушек диаметром 60 см.^[20]
• 2008: Фирма Bombardier предлагает новый продукт для беспроводной передачи PRIMOVE, мощная система для применения в трамваях и двигателях малотоннажной железной дороги.^[21]
• 2008: Корпорация Intel воспроизводит опыты Никола Тесла 1894 года и группы Джона Брауна 1988 года по беспроводной передаче энергии для свечения ламп накаливания с к.п.д. 75 %.^[22]
• 2009: Консорциум заинтересованных компаний, названный Wireless Power Consortium, объявил о скором завершении разработки нового промышленного стандарта для маломощных индукционных зарядных устройств.^[23]
• 2009: Представлен промышленный фонарь, способный безопасно работать и перезаряжаться бесконтактным способом в атмосфере, насыщенной огнеопасным газом. Это изделие было разработано норвежской компанией Wireless Power & Communication^[24].
• 2010: Haier Group представила на выставке CES 2010 первый в мире полностью беспроводной LCD телевизор, основанный на исследованиях профессора Марина Солячича по беспроводной передаче энергии и беспроводном домашнем цифровом интерфейсе (WHDI).^[25]

Технология (резонансный метод)

Суть технологии в том, что подключенный к источнику питания передатчик, представляющий собой так называемый долгоживущий резонатор, создает внутри себя электромагнитное поле. Чтобы образовалось электрическое напряжение, необходимо поместить в радиус приема резонатор, настроенный на ту же частоту, что и передатчик. Схема действия очень похожа на эффект акустического резонанса.

См. также

• Никола Тесла
• Трансформатор Теслы
• Энергетический луч
• Ректенна
• WREL

Примечания