Хохлов Д.А.
КЛЮЧЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ БЕСПРОВОДНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ИХ ПЕРСПЕКТИВЫ НА БУДУЩЕЕ *
Аннотация:
в работе описаны результаты исследования современных технологий беспроводной передачи электроэнергии и их потенциал на развитие электроэнергетики.
Ключевые слова:
беспроводная электроэнергия, технология, исследование, электроснабжение, электроэнергия, развитие
Идея беспроводной передачи электроэнергии тесно связана с именем Николы Теслы, который в конце 19-го и начале 20-го веков проводил эксперименты и разработал несколько устройств для передачи электрической энергии без проводов. Тесла построил башню Варденклифф в Нью-Йорке как экспериментальную станцию для испытаний своих идей по беспроводной передаче энергии, но, к сожалению, проект не был завершен из-за финансовых трудностей. Несмотря на это, его работы оказали значительное влияние на развитие электротехники и до сих пор вдохновляют ученых и инженеров по всему миру.Беспроводная передача электроэнергии (БПЭ) представляет собой инновационный подход к распределению электричества, который может радикально изменить наше восприятие электроснабжения. Эта технология обещает устранить необходимость в проводных сетях, что открывает новые возможности для мобильности и дизайна устройств.Современные исследования БПЭ сосредоточены на нескольких ключевых технологиях:Индуктивная передача. Здесь используются магнитные поля для передачи энергии на короткие расстояния. Такая технология широко применяется в зарядных устройствах для электроники. Основные принципы индуктивной передачи можно описать с помощью закона Фарадея для электромагнитной индукции, который гласит, что изменяющееся во времени магнитное поле будет индуцировать электрический ток в проводнике. Вот основное уравнение, описывающее этот процесс:ЭДС= ?Фв?Где:ЭДС – Электродвижущая сила (В).N – Число витков в катушке.?Фв? – Скорость изменения магнитного потока через катушку.Резонансная индуктивная передача. Она позволяет передавать энергию на большие расстояния с более высокой эффективностью благодаря резонансу между передающей и приемной катушками. Основное уравнение для резонансной индуктивной передачи энергии можно представить так:?=?2?0где:P — Мощность, передаваемая на приемник.V — Напряжение на передающей катушке.R — Сопротивление в цепи приемника.Q — Добротность резонансного контура.? — Угловая частота системы.?0 — Резонансная угловая частота системы.Этот метод находит применение в различных сферах, включая беспроводные зарядные системы для электронных устройств и электромобилей, а также в медицинских имплантатах и других приложениях, где требуется безопасная и эффективная беспроводная передача энергии. Резонансная индуктивная передача энергии обладает потенциалом для создания более масштабных систем беспроводной передачи энергии в будущем.Микроволновая передача. Данная технология использует микроволновое излучение для передачи энергии на большие расстояния, потенциально между космическими объектами и Землей. Принцип работы такой передачи основан на использовании антенн для преобразования электрической энергии в микроволновое излучение, которое затем направляется на приемную антенну (ректенну). Ректенна преобразует микроволновое излучение обратно в электрическую энергию. Эффективность передачи зависит от множества факторов, включая длину волны микроволн, атмосферные условия и расстояние между передающей и приемной антеннами.Лазерная передача. Применяет лазерные лучи для точечной передачи энергии через атмосферу или вакуум. Такая технология имеет потенциал для применения в различных областях, включая космические технологии, где она может использоваться для передачи энергии от солнечных батарей на орбитальных станциях к земным приемникам.Из приведенных выше современных технологий, можно сделать вывод о том, что БПЭ имеет потенциал радикально трансформировать многие аспекты электроэнергетики. Из них необходимо выделить:Уменьшение зависимости от проводных сетей. Это позволит снизить затраты на обслуживание и улучшить надежность электроснабжения.Развитие электромобильности. БПЭ может обеспечить более удобную и эффективную зарядку электротранспорта.Интеграция с возобновляемыми источниками энергии. БПЭ может упростить интеграцию возобновляемых источников, таких как солнечная и ветровая энергия, в общую сеть.Космические приложения. Микроволновая и лазерная передача могут стать ключевыми для снабжения энергией космических миссий и даже для передачи энергии с солнечных станций в космосе на Землю.Таким образом, беспроводная передача электроэнергии обладает огромным потенциалом и может стать одним из важнейших направлений развития электроэнергетики в будущем. Несмотря на технические и экономические вызовы, продолжающиеся исследования и разработки обещают преодолеть существующие барьеры и открыть путь к более светлому и эффективному энергетическому будущему.
Номер журнала Вестник науки №7 (76) том 2
Ссылка для цитирования:
Хохлов Д.А. КЛЮЧЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ БЕСПРОВОДНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ИХ ПЕРСПЕКТИВЫ НА БУДУЩЕЕ // Вестник науки №7 (76) том 2. С. 561 - 565. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/16828 (дата обращения: 09.09.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2024. 16+