Мечта Теслы: 5 технологий, которые избавят мир от проводов и розеток
Учёные и инженеры придумали беспроводной интернет, наушники и зарядку. Несмотря на это, большинство электроприборов всё равно нуждаются в розетках. Зарядные станции стандарта Qi — это лишь полумера, ведь смартфон или часы всё равно должны неподвижно лежать на специальном коврике. Настоящая революция — это электричество, распространяющееся по воздуху на километры. Рассказываем о пяти технологиях, которые в будущем могут воплотить в жизнь идею Николы Теслы о мире без проводов и избавить дома от розеток раз и навсегда.
Магнитный резонанс
Технология магнитного резонанса позволяет передавать электричество через воздух, дерево и даже бетон. Она работает по принципу двух камертонов: передающая и приёмная катушки настраиваются на одинаковую резонансную частоту. Благодаря этому энергия передаётся целенаправленно и почти не взаимодействует с окружающими предметами. Технология абсолютно безопасна для людей, так как магнитные поля на рабочих частотах не нагревают ткани тела.
Главный драйвер этой технологии — индустрия электромобилей. Компании вроде WiTricity создают станции, которые заряжают машину, припаркованную над специальной панелью на асфальте. Мощность такой беспроводной передачи достигает 11 кВт, что сопоставимо с обычным кабелем. В будущем подобные зарядные маты планируется встроить прямо в дороги, чтобы автомобили пополняли запас хода прямо в движении.
Узнать больше о новейших технологиях в наглядной форме можно в научных документальных фильмах о космосе и НЛО на стриминговых онлайн-платформах.
Инфракрасные лазеры
Магнитное поле быстро затухает, поэтому для передачи энергии на большие расстояния инженеры используют направленный свет. Система работает просто: лазерный луч бьёт в специальный фотоэлемент на приёмнике, а тот превращает свет обратно в электричество.
Технология уже доказала свою эффективность на практике: компания PowerLight Technologies заряжает военные беспилотники прямо во время полёта. Лазер бьёт на высоту до 1,5 километра, позволяя дрону находиться в воздухе практически бесконечно. В быту этот принцип применяет компания Wi-Charge: компактный излучатель на потолке комнаты может питать умные замки и электронные ценники в магазинах. Сам луч невидим для глаз, а система безопасности отключает передачу за миллисекунду, если на пути пролетает птица или проходит человек.
Секрет Теслы: почему «мир без проводов» провалился
Микроволны из космоса
Солнечные панели на Земле сильно зависят от погоды и вообще не работают ночью. Учёные решили эту проблему радикально: собирать энергию Солнца на геостационарной орбите, где оно светит 99% времени в году. Гигантские спутники могут накапливать заряд и отправлять его на Землю узким микроволновым лучом. На поверхности этот луч ловит специальная приёмная антенна — ректенна. Микроволны, в отличие от лазеров, легко проходят сквозь густые облака и дождь, поэтому потери энергии при такой передаче относительно низки.
Фотография внутреннего пространства MAPLE с передающей решёткой справа и приёмниками слева
В 2023 году космические электростанции перестали быть просто теорией. Калифорнийский технологический институт провёл успешный орбитальный эксперимент MAPLE. Исследователи впервые передали энергию с космического модуля прямо на Землю. Сейчас агентства Японии и Европы активно разрабатывают планы по запуску пилотных электростанций к 2030 году.
Сбор радиочастотного мусора
Населённые районы Земли плотно пронизаны радиоволнами: от вышек сотовой связи, Wi-Fi-роутеров и телеканалов. Это фоновая, «бесплатная» энергия, которая постоянно рассеивается в пространстве. Новые крошечные чипы размером с почтовую марку научились собирать этот радиочастотный шум и преобразовывать его в электричество.
Такие устройства, разработанные компанией Wiliot, работают вообще без батареек. Они улавливают окружающий фон и питают маломощные датчики температуры, умные ценники в магазинах или трекеры на посылках. Массовый отказ от токсичных литиевых батареек сделает логистику дешевле, а интернет вещей — экологичнее.
Акустическая передача
Радиоволны и лазеры не могут пробить толстый металл, а при попытке проникнуть глубоко в живые ткани они вызывают опасный нагрев. Здесь на помощь приходит обычный звук. В акустических системах передачи приёмник вибрирует от направленных ультразвуковых волн и вырабатывает ток за счёт пьезоэлемента.
Ультразвук идеально подходит для зарядки медицинских кардиостимуляторов глубоко в теле человека. Пациентам больше не понадобится тяжёлая хирургическая операция для плановой замены батарейки. В промышленности ультразвук передаёт энергию сквозь сплошные стальные стенки толщиной в несколько сантиметров. Это позволяет питать датчики на подводных лодках или внутри герметичных трубопроводов без сверления отверстий в корпусе.
В итоге
Мечта Николы Теслы не была утопией, он просто опередил время. Конец привычной эпохи проводов близок. Энергия становится такой же мобильной и невидимой, как цифровая информация. Развитие каждой из описанных технологий способно изменить облик не только обычных квартир, но и городов: розетки постепенно станут пережитком прошлого, электротранспорт получит мощный толчок к развитию, а бытовые приборы смогут работать в любом месте вне зависимости от наличия прямого доступа к сети.