Новый прорыв в беспроводной передаче электроэнергии: Повышение эффективности и увеличение дальности передачи энергии

Инженеры из Университета Аалто добились значительного прогресса в области беспроводной передачи энергии, усовершенствовав метод беспроводной зарядки на большие расстояния. Усилив взаимодействие между передающей и приемной антеннами и используя явление "подавления излучения", они добились высокой эффективности передачи энергии на большие расстояния, превзойдя ограничения традиционных индуктивных методов.

Если зарядка на коротких расстояниях с помощью индукционных панелей доказала свою высокую эффективность, то этого нельзя сказать о больших расстояниях. Эффективность резко падает с увеличением расстояния. Однако исследователи из Университета Аалто нашли решение этой проблемы путем подавления сопротивления излучения петлевых антенн, участвующих в передаче энергии.

Группа исследователей, основываясь на своих предыдущих работах по всенаправленным системам беспроводной зарядки, разработала новую динамическую теорию беспроводной зарядки. Эта теория учитывает как ближние (нерадиационные), так и дальние (радиационные) расстояния и условия. В ходе исследований было обнаружено, что если обеспечить равные амплитуды и противоположные фазы токов в петлевых антеннах, то можно свести на нет потери на излучение, что значительно повышает эффективность.

Для продолжения исследования ученые создали универсальный подход, позволяющий математически или экспериментально анализировать любые системы беспроводной передачи энергии. Это позволяет всесторонне оценить эффективность передачи энергии как на ближних, так и на дальних расстояниях, что до сих пор не удавалось сделать. Тестирование процесса зарядки между двумя петлевыми антеннами, расположенными на значительном расстоянии друг от друга, подтвердило, что подавление излучения является ключевым механизмом, обеспечивающим повышение эффективности передачи.

Благодаря инновационному подходу инженеры Университета Аалто смогли увеличить расстояние передачи данных, превышающее возможности традиционных систем беспроводной зарядки, сохранив при этом высокую эффективность. Этот прорыв имеет значение не только для телефонов и гаджетов, но и для биомедицинских имплантатов с ограниченной емкостью аккумулятора. В исследовании также учтены барьеры, такие как человеческие ткани, которые могут препятствовать зарядке.

Мы хотели найти баланс между эффективной передачей энергии и потерями на излучение, которые всегда происходят на больших расстояниях. Оказалось, что когда токи в петлевых антеннах имеют равные амплитуды и противоположные фазы, мы можем отменить потери на излучение, тем самым повысив эффективность.