Šajā emuāra ierakstā mēs aplūkosim bezvadu enerģijas pārraides tehnoloģijas principus un iespējas, īpašu uzmanību pievēršot magnētiskajai indukcijai un magnētiskajai rezonansei.
Bezvadu enerģijas pārraide ir mazāk efektīva nekā vadu enerģijas pārraide, kas ierīces savieno tieši ar enerģijas avotu, taču tai ir tāda priekšrocība, ka elektroniskās ierīces var brīvi pārvietot un izmantot. Bezvadu enerģijas pārraide ir tehnoloģija, kas izmanto elektromagnētismu, lai bezvadu režīmā pārraidītu un izmantotu elektrību. Ir divi galvenie bezvadu enerģijas pārraides veidi: magnētiskā indukcija un magnētiskā rezonanse.
Magnētiskā indukcija ir līdzīga transformatora principam. Transformatoram ir spole, kas aptīta ap kvadrātveida dzelzs serdi, un, kad uz primāro spoli tiek sūtīta maiņstrāva ar mainīgu polaritāti, tā primārajā spolē rada magnētisko lauku, it kā magnēts kustētos. Šis magnētiskais lauks sekundārajā spolē ģenerē strāvu, ko sauc par inducēto strāvu. Transformatoriem ir dzelzs serdeņi, kas var efektīvi pārraidīt magnētisko lauku enerģiju, bet magnētiskās indukcijas metode pārraida enerģiju bezvadu režīmā bez dzelzs serdeņiem.
Šīs magnētiskās indukcijas metodes priekšrocība ir ļoti augsta jaudas pārraides efektivitāte, kas pārsniedz 90%. Tomēr pastāv problēma, ka jaudas pārraides efektivitāte strauji samazinās, ja raidītājs, kas atbilst primārajai spolei, un uztvērējs, kas atbilst sekundārajai spolei, atrodas vairāk nekā dažu centimetru attālumā viens no otra vai ja raidītāja un uztvērēja centri nav vienā līnijā. Mobilo tālruņu gadījumā attāluma problēma tiek atrisināta, novietojot mobilo tālruni uz uzlādes paliktņa, un bezvadu uzlāde ir iespējama, novietojot spoles visā uzlādes paliktnī, lai palielinātu pārraides efektivitāti starp raidošo un uztvērēja daļu. Tomēr, tā kā mobilie tālruņi izmanto līdzstrāvu, pirms uzlādes posma ir nepieciešams taisngriezis, lai pārveidotu no primārās spoles uz sekundāro spoli inducēto maiņstrāvu līdzstrāvā.
Turklāt, tā kā magnētiskās indukcijas metodei ir augsta jaudas pārraides efektivitāte, jāņem vērā arī elektromagnētisko viļņu radīto traucējumu iespējamība. Ja citas elektroniskas ierīces apkārtējā vidē ir jutīgas pret elektromagnētiskajiem viļņiem, var rasties traucējumi, un, lai tos novērstu, ir svarīga elektromagnētisko viļņu ekranēšanas tehnoloģija. Tas nodrošinās bezvadu jaudas pārraides sistēmu uzticamāku darbību.
Otra pārraides metode ir magnētiskā rezonanse. Rezonanse ir fiziska parādība, kurā, iedarbojoties uz vienu no dažādiem kamertoņiem, kamertoņi ar vienādu dabisko frekvenci vibrē kopā. Primārā spole un rezonators ir paredzēti, lai radītu rezonansi magnētiskajā laukā, tādējādi radot rezonanses frekvenci. Magnētiskās rezonanses metodes princips ir konstruēt sekundāro spoli un rezonatoru tā, lai rezonanses frekvence tiktu pārraidīta.
Šo īpašību dēļ, atšķirībā no magnētiskās indukcijas metodes, magnētiskās rezonanses metodei ir priekšrocība, ka tā ļauj pārraidīt jaudu īsos attālumos, kas ir vairāki metri. Ja šī metode tiks komercializēta, būs iespējams izmantot vai uzlādēt dažādus elektroniskus izstrādājumus, kas rezonē ar raidītāju, nepievienojot barošanas avotu. Tomēr spoles izmērs eksperimentālajā posmā ir pārāk liels, lai to varētu izmantot vispārējā patēriņa elektronikā, tāpēc ir nepieciešams miniaturizēt spoli. Tāpēc ir nepieciešami pētījumi, lai atrisinātu šo problēmu.
Turklāt frekvenču joslu un saistīto specifikāciju standartizācija ir būtiska magnētiskās rezonanses tehnoloģijas komercializācijai. Tā kā, dažādām ierīcēm izmantojot vienu un to pašu frekvenču joslu, var rasties traucējumi, specifikācijas ir jānosaka saskaņā ar starptautiskajiem standartiem, lai nodrošinātu vairāku ierīču nevainojamu darbību. Šādi standartizācijas centieni tiek īstenoti visā pasaulē, un tā rezultātā attīstās bezvadu enerģijas pārraides tehnoloģija.
Turklāt bezvadu enerģijas pārraides sistēmu komercializācija, izmantojot magnētisko rezonansi, varētu radīt būtiskas izmaiņas elektrotransportlīdzekļu uzlādē. Pašlaik elektrotransportlīdzekļi tiek uzlādēti, savienojot kabeļus uzlādes stacijās, bet, izmantojot bezvadu enerģijas pārraides tehnoloģiju, bezvadu uzlādes paliktņus var uzstādīt stāvvietās, ļaujot uzlādēt transportlīdzekļus, vienkārši novietojot tos stāvvietā. Tas nodrošinās lielas ērtības elektrotransportlīdzekļu lietotājiem un pozitīvi ietekmēs elektrotransportlīdzekļu izplatību.
Bezvadu enerģijas pārraides tehnoloģijai ir liels pielietojuma potenciāls dažādās jomās, un paredzams, ka nākotnē turpināsies daudz pētījumu un attīstības. Tas padarīs mūsu dzīvi ērtāku un efektīvāku.
