Передача электроэнергии на большие расстояния
Перейти к содержимому

Передача электроэнергии на большие расстояния

  • автор:

ПРОБЛЕМА ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА БОЛЬШИЕ РАССТОЯНИЯ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Молоканов А.А.

Важнейшей задачей, которую приходится постоянно решать энергетическому комплексу, является передача электроэнергии на расстоянии.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Молоканов А.А.

РЕЗОНАНСНЫЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Экономико-статистический анализ потерь при передаче электроэнергии по высоковольтным проводам в России

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ И КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ НА ТОВАРНЫХ РЫНКАХ
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПОВЫШЕНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОСЕТЕВОГО КОМПЛЕКСА ЧЕЧЕНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ
Актуальность инвестирования в установку приборов учета электроэнергии бытовым абонентам
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PROBLEM OF ELECTRIC POWER TRANSMISSION LONG DISTANCES

The most important task that constantly has to be solved by the energy complex is the transmission of electricity at a distance.

Текст научной работы на тему «ПРОБЛЕМА ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА БОЛЬШИЕ РАССТОЯНИЯ»

Молоканов А.А. студент 4-го курса

Тамбовский Государственный Технический Университет

Россия, г. Тамбов ПРОБЛЕМА ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА БОЛЬШИЕ РАССТОЯНИЯ

Аннотация: важнейшей задачей, которую приходится постоянно решать энергетическому комплексу, является передача электроэнергии на расстоянии.

Ключевые слова: электроэнергетика, передача электроэнергии, потери электроэнергии.

4rd year student Tambov State Technical University

Russia, Tambov PROBLEM OF ELECTRIC POWER TRANSMISSION LONG DISTANCES

Annotation: the most important task that constantly has to be solved by the energy complex is the transmission of electricity at a distance.

Keywords: electric power industry, electric power transmission, electric power losses.

Обычно передача электроэнергии осуществляется между электростанцией и подстанцией в непосредственной близости от населенного пункта. Это отличается от распределения электроэнергии, которое связано с доставкой от подстанции до потребителей. Из-за большого количества потребляемой мощности передача обычно происходит при высоком напряжении (110 кВ или выше). Электричество обычно передается на большие расстояния по воздушным линиям электропередачи (например, на фото справа). Мощность передается под землей в густонаселенных районах (например, в крупных городах), но ее обычно избегают из-за высоких емкостных и резистивных потерь.

Передача переменного тока — это передача электроэнергии переменным током. Обычно линии передачи используют трехфазный переменный ток. В электрических железных дорогах в качестве тягового тока для тяги железной дороги иногда используется однофазный переменный ток.

Сегодня считается, что напряжения на уровне передачи составляют 110 кВ и выше. Более низкие напряжения, такие как 35 кВ и 10 кВ, обычно считаются субпередающими напряжениями, но иногда используются на длинных линиях с малыми нагрузками. Напряжения менее 10 кВ обычно используются для распределения. Напряжения выше 220 кВ считаются сверхвысокими и требуют другой конструкции по сравнению с

оборудованием, используемым при более низких напряжениях.

Система передачи энергии иногда упоминается в разговорной речи как «сетка». Однако по соображениям экономии сеть редко является сеткой (полностью подключенной сетью) в математическом смысле. Предусмотрены резервные пути и линии, чтобы можно было направлять электроэнергию от любой электростанции к любому центру нагрузки по различным маршрутам, исходя из экономичности пути передачи и стоимости электроэнергии. Передающие компании проводят большой анализ, чтобы определить максимально надежную пропускную способность каждой линии, которая из -за соображений стабильности системы может быть меньше физического предела линии. Дерегулирование электроэнергетических компаний во многих странах привело к возобновлению интереса к надежному экономическому проектированию сетей электропередачи.

Проблема потерь при передаче электроэнергии на большие расстояния не новая, но и в настоящее время не решена полностью и доставляет ряд неудобств:

— Электроэнергию нельзя передавать на большие расстояния из-за потерь. Примерно 20% выработанной энергии теряется при передаче.

— Энергию нельзя консервировать.

— Производят электроэнергию на электростанциях, которые находятся возле источников сырья.

— С увеличением расстояния, на которое необходимо передать электроэнергию увеличивается и ее стоимость.

1. Современные провода, которые должны удовлетворять следующим требованиям:

— максимально высокая электропроводность;

— максимально высокая механическая прочность;

— низкий вес; — устойчивость к высоким температурам;

— малые температурные удлинения;

— устойчивость к старению и ветровым воздействиям.

Условия выполнения вышеописанных требований являются взаимоисключающими, поскольку, например, наилучшая

электропроводность обеспечивается при наивысшей чистоте алюминия, однако при этом значительно снижается прочность. Поэтому для получения необходимой температурной устойчивости рассматривается применение дисперсионно-твердеющих материалов, циркониевых сплавов, композитных и других материалов, получением и внедрением волокон оксида алюминия.

Преимуществами данного решения являются:

— Надежность и качество новых проводов.

По сравнению со строительством дополнительных ЛЭП и заменой проводов на большие поперечные сечения, данное решение действительно менее затратное.

2. Использование холодных проводов.

Потери электрической энергии в проводе зависят помимо напряжения еще и от материала провода. Сверхпроводящие материалы обладают почти нулевым сопротивлением, что теоретически позволяет передавать электрическую энергию без потерь на большие расстояния. Минусом использования данной технологии является: — необходимость постоянного охлаждения линии, что иногда приводит к тому, что стоимость системы охлаждения значительно превышает потери электрической энергии при использовании обычного не сверхпроводимого материала.

3. Беспроводная передача электроэнергии Идея заключается в синхронной работе генератора и приемника. При достижении резонанса возбуждаемое переменное магнитное поле излучателем в приемнике преобразуется в электрический ток.

К сожалению, современный уровень развития технологий не позволяет эффективно использовать сверхпроводящие материалы и технологию беспроводной передачи электрической энергии.

Представленные варианты решения проблемы передачи электроэнергии являются прогрессивным, свежим взглядом на старые проблемы, они не лишены минусов, но эти способы, безусловно, являются приоритетным вектором развития в электроэнергетике.

1. Барыбин Ю.Г. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. М.: Энергоатомиздат. 1991.

Американцы передали 1,6 киловатт по воздуху на один километр

Инженеры научной лаборатории ВМС США продемонстрировали беспроводную передачу энергии мощностью 1,6 киловатт на расстояние в километр с помощью микроволнового излучения. В будущем технологию можно будет использовать для передачи энергии из космоса на Землю, отмечается в пресс-релизе лаборатории.

Вызов: национальная премия в области будущих технологий.

Американские инженеры в 1970-х годах активно работали над технологиями, необходимыми для беспроводной передачи энергии из космоса. Предполагалось, что это позволит построить на орбите солнечную станцию, которая сможет эффективно вырабатывать энергию и передавать ее на Землю. В 1975 году NASA провело самую успешную демонстрацию такого подхода на сегодняшний день: они сумели наладить беспроводную передачу на расстояние чуть более полутора километров мощностью более 30 киловатт. И хотя передача оказалась достаточно эффективной (более 82 процентов), для этого пришлось использовать принимающую антенну площадью 24 квадратных метра, а генерировала пучок радиоволн зеркальная антенна диаметром 26 метров. Таким образом, для передачи серьезного количества энергии на расстояние в сотни километров требовались бы намного большие антенны.

В последние годы американские инженеры, в основном военные, вернулись к этому направлению и стали проводить тесты усовершенствованных антенн. Так, в 2018 году ВВС США и Northrop Grumman начали разработку технологий для спутника, который мог бы дистанционно снабжать энергией удаленные военные базы. В прошлом году инженеры этого проекта показали прототип солнечной панели с интегрированной передающей антенной.

Разработкой технологий по беспроводной передаче энергии также занимается научная лаборатория ВМС США. Она рассказала об испытаниях излучающей и принимающей антенн. В качестве передатчика инженеры использовали обычную зеркальную антенну диаметром в несколько метров. Она генерирует узкий пучок электромагнитного излучения с частотой 10 гигагерц. Принимает радиоволны квадратная антенна из множества приемников, подсоединенных к выпрямляющим диодам для генерации постоянного тока. Эксперименты показали, что система способна передавать энергию на расстояние одного километра с пиковой мощностью в 1,6 киловатт.

В другом испытании инженерам удалось добиться меньшей пиковой мощности, но более стабильной передачи, которая позволила запитать большой массив светодиодов. При этом величина мощности, развитая в этом тесте, неизвестна. Инженеры отмечают, что их система работает в допустимом мировыми регуляторе диапазоне мощности, признанном безопасным для людей и животных.

Пока самые мощные прототипы радиочастотных систем передачи энергии работают на Земле, но некоторые уже тестируются в космосе. Известно, что в текущем полете беспилотного космоплана X-37B, начавшемся в мае 2020 года, испытываются некоторые компоненты такой системы, однако из-за секретности проекта подробности об этом неизвестны. Также существуют лазерные системы передачи энергии, но их мощность, как правило, составляет сотни ватт.

Передача электроэнергии на большие расстояния

Первые опыты передачи электрической энергии можно отнести к началу 1870-х. На Международной выставке в Вене в 1873 г. французский инженер Ипполит Фонтен (1833—1917) демонстрировал обратимость электрических машин. Тогда все они были сконструированы на постоянном токе, об использовании переменного напряжения, тем более трехфазного, никто еще и не помышлял. Одна из машин Грамма* работала в режиме генератора, а такая же вторая — в режиме двигателя. Последняя приводила в действие насос искусственного водопада. Желая несколько снизить мощность насоса (чтобы вода не выплескивалась из бассейна), И. Фонтен решил увеличить сопротивление проводов, соединявших две машины. Для этого он попробовал подсоединить между ними барабан с кабелем длиной более 1 км.

Так была показана возможность передачи электроэнергии на более или менее значительное по представлениям того времени расстояние. Вместе с тем сам И. Фонтен не был убежден в целесообразности устройства «дальней» электропередачи, так как при включении соединительного кабеля он получил значительное снижение мощности двигателя, что свидетельствовало о больших потерях энергии в кабеле (и заодно в обеих электрических машинах).

В 1877 г. российский военный инженер Федор Аполлонович Пироцкий (1845—1898) выступил в «Инженерном журнале» с таким предложением**: «Ввиду громадных издержек, необходимых на содержание паровых движителей больших заводов и фабрик, нам пришла мысль о возможности передачи работы воды, как самого дешевого движителя, на известное расстояние посредством гальванического тока, полученного какою-либо динамо-электрическою машиной. У нас в России передача работы может иметь огромное применение, в чем нетрудно убедиться, взглянув на карту: Финляндия представляет целую систему бассейнов воды, расположенных на значительной высоте, из которых вода, горами, в виде больших и малых водопадов, стремится вниз непроизводительно.

Года два тому назад владелец Нарвского водопада публиковал, что он предлагает в аренду устроенную при водопаде водяную мельницу в 150 лошадиных сил, которая легко может быть расширенною еще на 200 таких сил. В апреле прошлого года в газете Голос также была публикация о продаже имения в Финляндии, близ города Бьеренборга, 12 десятин земли на реке, производящей водопад силою 830 лошадиных сил, на которой можно устроить лесопильный завод или мукомольную мельницу. Факты эти не указывают ли на избыток даровой рабочей силы, которую весьма выгодно было бы перенести в те места, где работа крайне нужна?»

Далее Ф.А. Пироцкий приводил выкладки по определению, «во что примерно обходится в течение года содержание паровых 100 лошадиных сил на заводах, работающих паром»: примерно в 20000 руб., а для завода в 200 л.с. — в 40000 рублей! И приходил к следующему выводу: «Очевидно, что работа воды, даже переданная на значительное расстояние, с помощью динамо-электрических машин, обойдется, во всяком случае для заводов во столько же сил, несравненно дешевле. Не странно ли после этого видеть употребление динамо-электрических машин исключительно лишь для освещения и частью для гальванопластики, тогда как они далеко с большею пользою могли бы служить для передачи работы, огня и света, и даже для передачи звука».

Еще в сентябре 1874 г. Ф.А. Пироцкий приступил к опытам по передаче энергии на артиллерийском полигоне Волкова поля (под Санкт-Петербургом), использовав для этого большую, 6-сильную электрическую машину Грамма с локомобилем и малую — Сименса. Дальность передачи в этих опытах посредством телеграфной проволоки, соединявшей две машины, составляла лишь несколько десятков саженей. Опыт был затем повторен с той же машиной Грамма и машиной Альтенека такой же мощности, при этом первая вращалась со скоростью 400, а вторая — 370 об/мин. В декабре 1875 г. опыты были проведены с двумя кабинетными машинами Грамма (первую экспериментатор вращал вручную со скоростью 1500 об/мин). Сравнительно небольшую дальность передачи (1 верста телеграфной проволоки) экспериментатор объяснял так: «Большей длины проволоку нельзя было вводить по причине весьма малого количества проволоки (не более 30 саж. в каждой [машине]), заключающейся в самих машинах, не назначавшихся, по [своему] устройству, к передаче работы».

Для уменьшения потерь в линии Ф.А. Пироцкий предложил использовать в качестве проводников железнодорожные рельсы, сечение которых в 644 раза превышало сечение обыкновенного телеграфного провода. «Благодаря просвещенному содействию управления Сестрорецкой железной дороги с апреля прошлого 1876 года я начал опыты по приспособлению рельсового пути этой дороги длиною в 3? версты, соединяющего Сестрорецк с пристанью, в передаче электро-гальванического тока. Опыты, произведенные при употреблении кабинетной машины Грамма с электродвигателем Фромана на протяжении рельсового пути в одну версту, показали, что потеря работы почти незаметна и в землю ток нисколько не уходит. От машины Фромана обратно к машине Грамма обратно шел ток по другому рельсовому пути, и потому работа собственно передавалась на две версты одинакового рельсового пути. После такого опыта следовало бы с помощью двух динамо-электрических машин Грамма произвести опыт передачи работы и света по приспособленному 7-верстовому рельсовому пути, для определения опытом, в какой мере такая передача может быть полезною для техники вообще».

Однако на последний опыт у управления Сестрорецкой железной дороги, по-видимому, не хватило «еще большего просвещенного содействия», поскольку потребовалось бы кардинальное «приспособление рельсового пути».

Зато в «Электричестве» за 1880 г. (первый год издания журнала!) появилась такая корреспонденция:

Г. Пироцкий просит нас напечатать следующую заметку:

«24 июня 1874 года в Департамент Торговли и Мануфактур, на получение 10-летней привилегии, представлен Пироцким электрический способ передачи сил по рельсовым и другим проводникам. На Волковом поле, в Сентябре 1874 года, произведен Пироцким опыт передачи 6-ти паровых сил локомобиля на 100 сажен. В Сестрорецке в 1876 году Пироцкий приспособил к передаче сил и испытал двухверстный рельсовый путь. (Статья об этих опытах помещена в Инженерном Журнале за 1877 год.)

5 апреля сего года Пироцкий дополнительно представил в Департамент Торговли и Мануфактур способ передачи сил по существующим рельсовым путям в вагоны для одновременного их движения.

22-го сего Августа в 12 часов дня на Песках, на углу Болотной улицы и Дегтярного переулка, в первый раз в России, двинут вагон электрическою силою, идущею по рельсам, по которым катятся колеса вагона. Динамоэлектрическая машина подвешена к вагону снизу. В присутствии Управления 2-го Общества конно-железных дорог пробное движение вагона электрическим способом было назначено 1-го Сентября в 11 часов утра».

Инновация Ф.А. Пироцкого, выражаясь современным языком, об использовании железнодорожных рельсов для передачи электроэнергии на расстояние нашла затем широкое применение на электрифицированных железных дорогах. Например, в 1881 г. на Международной электротехнической выставке в Париже можно было прокатиться на трамвае по такой дороге. Оборудование было поставлено и смонтировано фирмой «Сименс и Гальске». Оказывается, известный предприниматель Карл Сименс (1829— 1906) тщательно изучил работы Ф.А. Пироцкого, перечертил схемы и задавал ему множество вопросов. Через полгода в Берлине его старший брат Вернер Сименс (1816—1892) выступил с докладом «Динамоэлект-рическая машина и применение ее на железных дорогах». В 1881 г. их фирма начала изготавливать вагоны, конструкция которых совпадала с проектом Ф.А. Пироцкого. А первая в мире трамвайная линия была открыта в 1881 г. в одном из пригородов Берлина.

Вернер Сименс, побывав в 1876 г. на Ниагарском водопаде, заявил, что для передачи его энергии на расстояние 30 миль потребуется медная проволока диаметром 75 мм т.е. «для изготовления проводов, — заявлял В. Сименс, — придется использовать целый медный рудник»!

Здесь стоит привести пространную цитату из статьи известного французского электротехника Марселя Депре (1843—1918) «Электрическая передача работы на большое расстояние», опубликованной в российском журнале «Электричество» в 1881 г.:

Вопрос о передаче работы на большое расстояние с помощью динамо-электрических машин, в последнее время, привлекал на себя внимание многих ученых, которые пришли к тому заключению, что можно передавать значительные работы по проводникам небольшого диаметра. Я, со своей стороны, достиг того же результата и в заметке, помещенной в «Comptes rendus» 15 марта 1880 г., указал преимущественно на то, что выражение полезного действия электродвигателя не зависит от сопротивления цепи, что с первого взгляда кажется совершенно парадоксальным, так как количество энергии, превращенной в теплоту, тем больше, чем больше сопротивление цепи. Это до такой степени противоречило ходячим идеям, а так же тому, что замечается при передаче работы другими способами, что я искал подтверждения этому из законов электродинамики в числе наиболее твердо установленных фактов. Я нашел вполне аналогичный пример в вольтаметре. Как известно, эквиваленту воды, разложенному в вольтаметре, соответствует всегда эквивалент цинка, растворенный в батарее, каково бы ни было сопротивление цепи.

При описании произведенных в этом направлении опытов (Сермэз, Нуазель) всегда подразумевалось, что расстояние представляет элемент весьма вредный и что чем больше оно, тем проводники должны быть толще. Иностранные ученые, преувеличивая еще это злосчастное явление, дошли до того, что утверждали, будто для передачи на далекое расстояние работы Ниагары не хватит всех медных залежей Верхнего озера. Я ставлю себе поэтому в некоторую заслугу провозглашение этой непризнанной истины.

Но, с некоторого времени, истина эта пробила себе дорогу, и, вследствие реакции, примеры которой встречаются в истории науки, как с кафедры, так и на страницах ученых журналов стали выражаться мнения, опирающиеся на авторитеты английских и американских ученых, что для разнесения по всему свету работы Ниагарского водопада достаточно тонкого кабеля не более как 13 миллиметров в диаметре. Если принять во внимание, что работа, о которой идет речь, представляет, по крайней мере, два миллиона лошадиных сил, и, вероятно, даже гораздо больше, то должно сознаться, что упомянутые ученые или не имеют ясного понятия о том, что представляет эта цифра, или они впали в какие-нибудь ошибки при вычислении, на которые им должна бы указать нелепость вывода.

Мы находим, действительно, как я и докажу это дальше, что, принимая даже внутреннее сопротивление передающей и приемной машины равным нулю и допуская, что мы передаем работу всего на 75 килом. (как далеки мы от всего света), необходимо, для получения 50% полезного действия, чтобы машина развивала электровозбудительную силу в 173000 вольтов. Если же, напротив, мы примем во внимание сопротивление машин, предполагая его пропорционально столь же малым, как и сопротивление машин Сименса для гальванопластики, не превосходящее 1/10000 ома для электровозбудительной силы в 3 вольта и вместе с тем пренебрежем сопротивлением проводника, то мы найдем, что электровозбудительная сила должна превосходить полтора миллиона вольтов — страшная сила, понятие о которой могут дать лишь явления грозы.

Теоретически несомненно, что проводник какого угодно малого диаметра может передавать неограниченное количество энергии, при том условии, что разность потенциалов должна быть тем больше, чем меньше сечение; но электровозбудительной силе существует предел, обуславливаемый трудностью изоляции, и авторы проекта передачи энергии Ниагары посредством проводников 13 миллиметров в диаметре, по-видимому, считают это затруднение устранимым. Но, тогда, что заставляет принимать эту цифру в 13 миллиметров и не воспользоваться обыкновенной телеграфной проволокой в 4 миллиметра? Стоило бы еще несколько увеличить разность потенциалов, и когда дело идет о миллионах вольтов, то о такой безделице не могло бы быть и разговора.

Я настаиваю на этих невероятных цифрах только для того, чтобы показать, что они явились не результатом серьезных вычислений, а только для того, чтобы подействовать на воображение и вызвать реакцию против того мнения, что необходимы проводники очень большой толщины. Но самое преувеличение указывает на то, что изобретатели кабеля в 13 миллиметров едва ли имели на этот счет установившееся мнение.

Далее М. Депре теоретически обосновывал возможность передачи с помощью двух машин Грамма (передающей, на 16 лошадиных сил и принимающей) мощностью 10 л.с. на 50 км — «при помощи обыкновенной телеграфной проволоки, из гальванизованного железа, в 4 миллиметра в диаметре». Правда, якоря машин Грамма необходимо было в этом опыте перемотать для получения напряжения в 7000 вольт. КПД такой передачи составил бы (как мы уже могли бы оценить) около 65%.

Исходя из ранее разработанных принципов М. Депре в 1882 г. на первой германской электротехнической выставке в Мюнхене подготовил грандиозный эксперимент. При содействии организатора выставки Оскара фон Миллера (1855—1932) и его отца Фердинанда под этот эксперимент была выделена телеграфная линия Мисбах — Мюнхен протяженностью 57 км со стальными проводами диаметром 4,5 мм. На угольном руднике в Мисбахе имелся свободный паровой двигатель, способный вращать электрическую машину Грамма мощностью 3 л.с. А в выставочном павильоне были установлены аналогичная динамомашина и центробежный насос для искусственного водопада. Напряжение теоретически можно было довести до 2 тыс. вольт, однако участники эксперимента опасались за прочность изоляции машины Грамма и поэтому остановились на 1,5 тыс. вольт. Эта электропередача работала с перебоями (4 дня из 12) по причине различных неисправностей в сети, а ее КПД не превосходил 25%. Тем не менее демонстрация искусственного водопада, над которым висела табличка «Марсель Депре. Силовая электропередача Мисбах — Мюнхен. Расстояние — 57 километров», произвела на публику сильное впечатление.

(Продолжение в № 2, сентябрь-октябрь 2010 г.)

* Бельгийский рабочий, столяр Зиновий Грамм (1826—1901) первым создал годный для промышленного применения генератор электроэнергии. Изобретение З. Грамма состояло в применении, в качестве якоря (ротора по-современному), кольца из мягкого железа, на которое можно было навить много обмоток изолированной медной проволоки и соединить их последовательно.
** «Инженерный журнал» при публикации «подстелил себе соломки» в виде такого примечания: «Помещая эту статью, редакция слагает с себя всякую ответственность относительно практической стороны дела и смотрит лишь на предложение автора, как на мысль, во всяком случае заслуживающую внимания».

Передача электроэнергии на большие расстояния

Hitech logo

Создана технология беспроводной передачи энергии на большие расстояния

Георгий Голованов 4 августа 2020 г., 12:30

TODO:

Георгий Голованов 4 августа 2020 г., 12:30

Первую в мире функциональную систему беспроводной передачи энергии на большие расстояния разработали в Новой Зеландии. Уже сейчас прототип способен работать в любых погодных условиях, направляя энергию между двумя антеннами, разделенными расстоянием в несколько километров. Полевые испытания технологии, повторяющей эксперименты Николы Теслы, начнутся осенью.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Мечта о беспроводной передаче энергии далеко не нова — еще Никола Тесла когда-то доказал, что можно зажигать лампочки с помощь катушки, находящейся в паре километров от них. Правда, при этом он сжег динамо-машину на местной электростанции и погрузил весь Колорадо-Спрингс во тьму. Тесла мечтал построить повсюду вышки, которые обеспечивали бы всех беспроводной энергией. Но инвестор Джон П. Морган зарубил идею на корню одним вопросом: «А куда прикажете поставить счетчик?»

Прошло 120 лет и вот новозеландская компания Emrod убедила второго по величине поставщика энергии в стране концерн Powerco дать беспроводному электричеству шанс. Powerco поверила в технологию передачи энергии и вложила средства в Emrod, сообщает New Atlas.

Система состоит из передающей антенны, наборов реле и принимающей ректенны (антенны со встроенным выпрямителем, преобразующем микроволновую энергию в электричество). Для передачи используется безопасный радиодиапазон ISM, зарезервированный для промышленных, научных и медицинских целей.

В отличие от мечты Теслы, энергия передается напрямую между двумя антеннами, а лазерная система безопасности, защищающая периметр луча, тут же отключает его, если периметр пересекает птица, дрон или вертолет. Проблем с размещением счетчиков тоже быть не должно.

Система работает при любых погодных условиях — дождь, туман или пыль ей не помеха. Дистанция передачи ограничена только прямой видимостью, то есть в потенциале может быть сотни километров, а установка и эксплуатация не требуют серьезных вложений.

Пока у инженеров Emrod есть только работающий прототип, но к октябрю они планируют завершить создание устройства для инвестора и начать полевые испытания. Первые устройства будут работать с мощностью в несколько киловатт. Прототип способен передавать энергию на несколько километров, но его легко можно масштабировать. «Мы можем использовать точно такую же технологию для передачи в 100 раз больше энергии на много большее расстояние», — пообещал основатель Emrod Грег Кушнир.

Если полевые испытания технологии пройдут успешно, она сможет преобразить энергосети по всему миру. «Мы планируем использовать эту технологию для доставки электричества в отдаленные места или через районы с труднопроходимой местностью. Она также может быть использована для сохранения энергоподачи клиентам в случаях, когда мы проводим техническое обслуживание нашей существующей инфраструктуры», — рассказал о планах инженер по трансформации сети Powerco Николас Вессио.

Беспроводная передача энергии может стать ключевой технологией и для возобновляемой энергетики, которая, как правило, генерирует энергию далеко не там, где она необходима. А мощность существующих энергосетей не позволяет перебрасывать большие объемы такой энергии достаточно далеко от места генерации. Из-за этого, например, Германия, теряет часть оффшорной выработки ветропарков, так как в пиках не может перенаправить ее с севера в южные земли — не хватает ресурсов энергосети.

К середине августа компания Electreon Wireless запустит первый в Израиле участок трассы с возможностью беспроводной подзарядки электротранспорта на ходу. Она же начала работы по аналогичному проекту на шведском острове Готланд.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *