Создана компактная система беспроводного электричества

Американская компания PowerBeam разработала и построила опытный образец новой системы беспроводной передачи электроэнергии, с которой на прошлой неделе и пожаловала в Сан-Хосе на конференцию по передовым технологиям ETech 2009.

В полном соответствии с названием речь идёт о "силовых лучах", при помощи которых разработчики надеются передавать электричество из одного конца комнаты в другой, скажем, от розетки — к телевизору, колонкам стереосистемы, цифровой фоторамке, торшеру и так далее.

По замыслу PowerBeam, эта технология удалит из комнаты лишние провода, повысив эстетическую привлекательность жилища. Вообще же данный способ передачи хорошо действует и на несколько больших расстояниях — порядка 10-100 метров, сообщают умельцы из США. 

Опыт компании по передаче тока на 10 метров. Вверху – пара трансляторов Powmitter, внизу – пара Powceiver и питаемые от них лампочка и игрушка-ночник. Рядом – небольшая колонка, которую один из авторов технологии также потом запитал от необычного приёмника (кадры PowerBeam).

Принцип работы PowerBeam прост — на стороне розетки имеется передатчик энергии, названный Powmitter. В нём спрятано энное число инфракрасных лазерных светодиодов с выходной мощностью в луче от 1 до 5 ватт каждый (это много, даже 0,45-ваттный луч может натворить бед).

Набор лазерных лучей направляется в приёмник Powceiver, где решётка из линз и высокоэффективных фотоэлектрических преобразователей конвертирует невидимый луч в электричество. Powceiver размещается соответственно на стороне потребителя энергии.

Безопасность работы системы поддерживается сразу несколькими решениями. Первое: выходные лазерные лучи при помощи оптики слегка расфокусируются так, что плотность потока в них не превышает 1-10 милливатт на квадратный миллиметр. (Хотя, отмечают наблюдатели, подставить руку под эти лучи — всё равно что схватить горячую чашку кофе.) При этом расхождение пучка остаётся достаточно малым, чтобы передать большую часть энергии по назначению даже на десяти метрах дистанции.

Второе и главное — приёмник Powceiver постоянно посылает силовому передатчику слабенький ответный лучик, который служит "сторожем" системы безопасности. Если этот луч прерывается (человек или животное пересекли "энергетический поток") — электроника тут же прекращает подачу энергии в основные лучи и возобновляет её после того, как канал снова окажется свободен.

На время прерывания устройство-потребитель работает от аккумуляторов, спрятанных в приёмнике, так что, по идее, человек, гуляющий по комнате, никаких сбоев заметить не должен. Но подолгу стоять на пути луча, конечно, не стоит.

Беспроводные колонки уже давно существуют. Только вот в них "по воздуху" передаётся лишь сигнал, несущий музыку. Электрическое питание такие динамики всё равно должны получать по проводам, и это ограничивает свободу использования колонок. С PowerBeam они должны окончательно "отвязаться" вместе с не слишком мощными потребителями вроде торшера. На врезке – демонстрация системы на выставке (фотографии PowerBeam и с сайта ohgizmo.com).

По сравнению с другим принципом беспроводной передачи электроэнергии на комнатные дистанции — на основе магнитно-связанного резонанса (не путать с контактными беспроводными системами зарядки мобильных устройств) — инфракрасно-лазерный метод имеет одно преимущество: компактность передающего и приёмного устройств. Причём в дальнейшем их размеры можно будет ещё сократить, утверждает PowerBeam.

Но есть и недостаток — не очень уж выдающийся КПД. Коэффициент полезного действия лазерных диодов составляет 30-60%, а ИК-приёмников — 40-50%, поясняют разработчики. Это даёт разброс общего КПД примерно в 15-30% в зависимости от настроек, применённых компонентов, дистанции и уровня передаваемой мощности. В будущем эту величину можно будет поднять до 35%, уверены специалисты компании. И они полагают, что это очень привлекательная цифра для тех, кому важнее отсутствие проводов в комнате.

Но та же система магнитного резонанса в последней своей версии показала уже 75-процентный КПД.