Новая технология передачи энергии позволяет удобно заряжать устройства без использования проводов или вилок

Новая технология передачи энергии позволяет удобно заряжать устройства без использования проводов или вилок. Складские роботы, кухонная техника и даже телефоны или ноутбуки могут получать питание в любом месте зоны зарядки, а поскольку передача энергии продолжается даже во время движения устройства, эта технология однажды сможет питать электромобили, пока они находятся в пути.

Основы беспроводной передачи энергии существуют уже некоторое время, но существующие системы не могут заряжать устройства, расположенные где-либо на большой площади. Использование одного большого передатчика для покрытия всей области приводит к нежелательному электромагнитному воздействию и означает, что поток энергии на отдельные устройства не может контролироваться. Если используется много небольших передатчиков, приемные устройства должны находиться в известном положении, а передатчик и приемник должны быть точно выровнены. Это означает, что система должна либо использовать фиксированные места зарядки, либо включать датчики положения, протоколы связи и обработку для отслеживания местоположения каждого приемника.

Исследователи из Университета Аалто решили эти проблемы, разработав технологию передачи энергии, которая работает независимо от положения и ориентации передатчика и приемника. Основная идея состоит в том, чтобы расположить передатчики в сетке с током в соседних передатчиках, текущим в противоположных направлениях — например, петля по часовой стрелке в одном передатчике и петля против часовой стрелки в его соседях.

Это создает шахматную сетку из «положительных» и «отрицательных» передающих катушек с магнитным потоком между ними. Приемник над сеткой передатчиков улавливает магнитный поток между положительным и отрицательным передатчиками, который генерирует электрический ток для зарядки устройства.

«Прелесть нашего метода в том, что он очень простой, но в то же время достаточно сложный», — говорит Прасад Джаятуратнаге , научный сотрудник, возглавлявший проект. «Нам не нужен высокопроизводительный процессор или множество вычислений, чтобы сделать передатчики интеллектуальными. В конце концов, это все электромагнитная система, и наш подход заключался в том, чтобы выяснить, как мы можем определить присутствие и положение приемника с помощью электромагнитных полей».

Поскольку наличие приемника запускает передачу энергии, система может работать без какого-либо отслеживания положения и связи между приемниками и передатчиками. Это также означает, что мощность передается только на приемник, а не на всю область, и это позволяет одновременно заряжать несколько устройств.

Соединение передатчиков вместе создает зону зарядки желаемого размера и формы. Затем подмножество передатчиков активируется с меньшей мощностью. «По сути, это поиск — передатчики прослушивают приемник», — объясняет Шамсул Аль Махмуд , аспирант проекта. Если начинается передача энергии на приемник, соседние передатчики переходят из выключенного режима в режим тревоги, готовясь к передаче энергии, если приемник появляется над ними.

«С этой конфигурацией у нас была почти постоянная эффективность и постоянная мощность независимо от положения и ориентации приемника», — говорит Иштиаке Панхвар , исследователь, участвовавший в проекте, и передача энергии продолжалась плавно, даже когда приемное устройство перемещалось.

Технология была протестирована с коммерческими складскими роботами в сотрудничестве с финской фирмой Solteq Robotics, и Jayathurathnage также возглавляет проект Parkzia, проект, финансируемый Business Finland. Проект направлен на коммерциализацию этой новой технологии для промышленности и транспорта. «Вынести эту технологию из лаборатории и увидеть, как она работает на складе, лично для меня было захватывающим моментом, — говорит Джаятуратнаге. «Наконец-то я вынес из лаборатории результат десяти лет исследований».

Более привычные приложения также могут улучшить нашу повседневную жизнь. «Возьмите, к примеру, кухонную технику, — говорит Джаятуратнаге. «На данный момент вам нужно поставить рисоварку или блендер в определенное место, чтобы получить энергию. Но с нашей технологией мы можем сделать всю кухонную стойку источником питания для приборов или даже телефонов, но электромагнитное поле генерируется только под этими устройствами».

По материалам Университет Алто: www.aalto.fi