نقل لاسلكي للطاقة

نقل الطاقة لاسلكياً هي عملية تتم داخل أي نظام حيث يتم نقل الطاقة الكهربائية من مصدر قدرة إلى حمل كهربائي من دون وجود أسلاك موصلة.

تصور فني لساتل شمسي، يستطيع إرسال الطاقة لاسلكياً إلى مركبة فضائية أوسطح كوكب.

بدأت ظاهرة استخدام الكهرباء التي تعمل بالطريقة اللاسلكية تغزوعالم التكنولوجيا، بحيث تنبأ أحد الخبراء حتى الهواتف والكمبيوترات المحمولة ستتوقف عن استخدام الأسلاك للحصول على الكهرباء خلال سنة فقط.

فيقول إريك گيلر، كبير الخبراء التطبيقيين الإداريين بشركة "وي تريسيتي"، إذا شركته قادرة على إنارة لمبات المصابيح الكهربائية، باستخدام الكهرباء اللاسلكية والتي تتحرك وتبث لمسافة عدة أقدام من مقبس الكهرباء.

وأوضح گيلر، والذي خرجت شركته من المجموعات البحثية الخاصة بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الأمريكي الشهير، بأن الكهرباء اللاسلكية يمكنها حتى تنهي حاجة الناس إلى الأسلاك والبطاريات.

وأكد غيلر حتى هذا الأمر سيصبح طبيعيا تماما خلال خمس سنوات فقط، مشروحا حتى "أكبر أثر للطاقة اللاسلكية هوالهجوم الذي ستشنه على إهدار الطاقة الذي يجري عندما يشتري الناس بطاريات يمكن التخلص منها."

وأضاف حتى هذا الأمر يجعل السيارات التي تعمل على الكهرباء أكثر جاذبية للمستهلكين، لأنها ببساطة ممكن حتى تملأ نفسها بالطاقة عبر الدخول إلى مرآب مزود بحصيرة تبث طاقة لاسلكية، مبينا حتى "السيارات الكهربائية هي جميلة بالعمل، ولكن هل يريد أي أحد بأن يدخلهم في مقبس عبر سلك مما سيحد من حركتهم."

ويحاول فريق گيلر، التابع لمعهد مساتشوستس للتكنولوجيا، حتى يجمع أحسن الأمرين وذلك عبر إيجاد أجهزة ومعدات قادرة على بث أكبر قدر من الطاقة عبر أطول مسافات ممكنة.

ولقد تم إطلاق اسم "ربط الرنين المغناطيسي" والتي تقوم بإرسال حقل مغناطيسي بهواء بتردد معين بحيث يتمكن هاتف يمتلك قدرات خاصة من التقاطها وتحويلها إلى كهرباء، وهي كيفية تعمل بشكل قريب من الصوت، مثلما يقوم مغني أوبرا كسر إحدى الزجاجات وهويغني وفق تردد معين.

وبين غيلر حتى التكنولوجيا الحديثة تنتج حقولا مغناطيسية والتي يصل حجم كثافتها إلى "نفس حجم كثافة" الحقل المغناطيسي على الكرة الأرضية.

وأشار إلى أنه للكهرباء اللاسلكية الكثير من المنافع للبيئة، حيث حتى الشركات تصنع أكثر من 40 مليار بطارية قابلة للتخلص منها سنويا، مما قد يسبب الكثير من إهدار الطاقة والتلوث وهوما يفترض أن تنهيه التقنية الجديدة، مؤكدا حتى هذا النوع من التقنية سيخرج إلى العلن خلال عام.

وبالرغم من تفاؤل غيلر، فهناك بعض الشكوك حول تقنية "ربط الرنين المغناطيسي"، حيث رأى بعض الخبراء أنه يمكن حتى تكون هناك مخاطر صحية مرتبطة بالحقول المغناطيسية والتي تم صنعها من قبل معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

يذكر أنه بحسب خبراء، فإن فكرة الحصول على كهرباء لاسلكية ليست بالأمر الجديد، فلقد كانت تدور بأذهان الفهماء منذ ما يزيد على القرن، حيث قامت شركة "نيكولا تسلا" بإجراء محاولات لإرسال الكهرباء عبر الهواء في العقد الأخير من القرن التاسع عشر، وهوالأمر الذي جعل الفهماء منذئذ يسعون لجعل تقنية الكهرباء اللاسلكية آمنة وزهيدة الثمن بحيث يمكن بيعها وترويجها بين الناس

تاريخ النقل اللاسلكي للطاقة

1820: أندري ماري أمبير وضع قانون أمبير الذي ينص على حتى التيار الكهربائي المار في موصل ما يولد مجالاَ مغناطيسياَ حول الموصل.
1831: مايكل فاراداي وضع قانون فاراداي للحث, أحد القوانين الأساسية للكهرومغناطيسية.
1864: جايمس كلارك ماكسويل وضع نموذجاَ رياضياَ لسلوك الإشعاعات الكهرومغناطيسية جامعاَ بذلك المشاهدات والتجارب والقوانين السابقة المتعلقة بالكهرباء و المغناطيسية و البصريات في نظرية واحدة.
1888: هاينريش رودولف هرتز يؤكد وجود الإشعاعات الكهرومغناطيسية. حيث أعتبر جهاز توليد الإشعاعات الكهرومغناطيسية الذي صنعه كأول جهاز أرسال راديوي.
1891: نيكولا تسلا يقوم بتطوير جهاز هرتز.
1893: نيكولا تسلا يؤدي عرضاَ يقوم فيه بإضاءة مجموعة من مصابيح الإضاءة لاسلكياَ.
1894: نيكولا تسلا يضيء لاسلكياَ مجموعة من الأنابيب المفرغة باستخدام الحث الكهروديناميكي.

1894: Nikola Tesla wirelessly lights up single-terminal incandescent lamps at the 35 South Fifth Avenue laboratory, and later at the 46 E. Houston Street laboratory in New York City by means of "electrodynamic induction," i.e., wireless resonant inductive coupling.
1894: Jagdish Chandra Bose (Indian) ignites gunpowder and rings a bell at a distance using electromagnetic waves, showing that communications signals can be sent without using wires.
1895: Jagdish Chandra Bose transmits signals over a distance of nearly a mile.
1896: Nikola Tesla transmits signals over a distance of about 48 kiloمترs (30 ميل).
1897: Guglielmo Marconi uses ultra low frequency radio transmitter to transmit Morse code signals over a distance of about 6 km.
1897: Nikola Tesla files the first of his patent applications dealing with wireless transmission.
1899: In Colorado Springs Nikola Tesla writes, "the inferiority of the induction method would appear immense as compared with the disturbed charge of ground and air method."
1900: Guglielmo Marconi fails to get a patent for radio in the United States.
1901: Guglielmo Marconi transmits signals across the Atlantic Ocean using Tesla's apparatus.
1902: Nikola Tesla vs. Reginald Fessenden - U.S. Patent Interference No. 21,701, System of Signaling (wireless); selective illumination of incandescent lamps, time and frequency domain spread spectrum telecommunications, electronic logic gates in general.
1904: At the St. Louis World's Fair, a prize is offered for a successful attempt to drive a 0.1 horsepower (75 W) air-ship motor by energy transmitted through space at a distance of least 100 قدم (30 م).
1917: Tesla's Wardenclyffe tower is demolished.
1926: Shintaro Uda and Hidetsugu Yagi publish their first paper on Uda's "tuned high-gain directional array" better known as the Yagi antenna.
1961: William C. Brown publishes article that explores possibilities of microwave power transmission.
1964: William C. Brown demonstrated on CBS News with Walter Cronkite a microwave-powered model helicopter that received all the power needed for flight from a microwave beam. Between 1969 and 1975 Brown was technical director of a JPL Raytheon program that beamed 30 kW over a distance of 1 mile at 84% efficiency.
1968: Peter Glaser proposes wirelessly transferring solar energy captured in space using "Powerbeaming" technology.
1971: Prof. Don Otto develops a small trolley powered by induction at The University of Auckland, in New Zealand.
1973: World first passive RFID system demonstrated at Los-Alamos National Lab.
1975: Goldstone Deep Space Communications Complex does experiments in the tens of kilowatts.
1988: A power electronics group led by Prof. John Boys at The University of Auckland in New Zealand, develops an inverter using novel engineering materials and power electronics and conclude that inductive power transmission should be achievable. A first prototype for a contact-less power supply is built. Auckland Uniservices, the commercial company of The University of Auckland, patents the technology.
1989: Daifuku, a Japanese company, engages Auckland Uniservices Ltd to develop the technology for car assembly plants and materials handling providing challenging technical requirements including multiplicity of vehicles
1990: Prof. John Boys team develops novel technology enabling multiple vehicles to run on the same inductive power loop and provide independent control of each vehicle. Auckland UniServices Patents the technology.
1996: Auckland Uniservices develops an Electric Bus power system using Inductive Power Transfer to charge (30-60 kW) opportunistically commencing implementation in New Zealand. Prof John Boys Team commission 1st commercial IPT Bus in the world at Whakarewarewa, in New Zealand.
2004: Inductive Power Transfer used by 90 per cent of the US$1 billion clean room industry for materials handling equipment in semiconductor, LCD and plasma screen manufacture.
2005: Prof Boys' team at The University of Auckland, refines 3-phase IPT Highway and pick-up systems allowing transfer of power to moving vehicles in the lab
2007: فريق بحثي في معهد مساتشوستس للتقنية نجح في إضاءة مصباح بقدرة 60 وات لاسلكياَ على مسافة مترين وبفاعلية تصل إلى 40%.
2007: A physics research group, led by Prof. Marin Soljačić, at MIT confirm the earlier (1980's) work of Prof. John Boys by wireless powering of a 60W light bulb with 40% efficiency at a 2 مترs (6.6 قدم) distance using two 60 cm-diameter coils.
2008: Bombardier offers new wireless transmission product PRIMOVE, a power system for use on trams and light-rail vehicles.
2008: Industrial designer Thanh Tran, at Brunel University made a wireless light bulb powered by a high efficiency 3W LED.
2008: Intel reproduces Nikola Tesla's 1894 implementation and Prof. John Boys group's 1988's experiments by wirelessly powering a nearby light bulb with 75% efficiency.

2009:A Consortium of interested companies called the Wireless Power Consortium announced they were nearing completion for a new industry standard for low-power Inductive charging

انظر أيضاً

Thinned array curse
Transmission medium
توليد موزع
توزيع الكهرباء
نقل الطاقة الكهربائية
Microwave power transmission
Friis transmission equation
Differential capacitance

الهامش

^ Experiments with Alternating Currents of Very High Frequency and Their Application to Methods of Artificial Illumination, AIEE, Columbia College, N.Y., May 20, 1891". 1891-06-20.
^ Experiments with Alternate Currents of High Potential and High Frequency, IEE Address,' London, February 1892". 1892-02-00. Check date values in: |date= (help)
^ ". 1893-03-00. Check date values in: |date= (help)
^ "The Work of Jagdish Chandra Bose: 100 years of mm-wave research". tuc.nrao.edu.
^ "Jagadish Chandra Bose", ieeeghn.org.
^ Nikola Tesla On His Work With Alternating Currents and Their Application to Wireless Telegraphy, Telephony and Transmission of Power, pp. 26-29.
^ June 5, 1899, 1899-1900, Nolit, 1978
^ Nikola Tesla: Guided Weapons & Computer Technology.
^ The Electrician (London), 1904).
^ ". Ieee.cincinnati.fuse.net. Retrieved 2009-06-04.
^ A survey of the elements of power Transmission by microwave beam, in 1961 IRE Int. Conf. Rec., vol.9, part 3, pp.93-105
^ "IEEE Microwave Theory and Techniques, Bill Brown's Distinguished Career". Mtt.org. Retrieved 2009-06-04.
^ "Power from the Sun: Its Future," Science Vol. 162, pp. 957-961 (1968)
^ "Solar Power Satellite patent". Patft.uspto.gov. Retrieved 2009-06-04.
^ History of RFID
^ "Space Solar Energy Initiative". Space Island Group. Retrieved 2009-06-04.
^ Wireless Power Transmission for Solar Power Satellite (SPS) (Second Draft by N. Shinohara), Space Solar Power Workshop, Georgia Institute of Technology
^ Brown., W. C. (1984). "The History of Power Transmission by Radio Waves". Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on. 32 (Volume: 32, Issue:تسعة On page(s): 1230- 1242 + ISSN: 0018-9480): 1230. doi:10.1109/TMTT.1984.1132833. Unknown parameter |month= ignored (help)
^ مارين سولياتشيتش، نقل الطاقة لاسلكياَ
^ "Bombardier PRIMOVE Technology". Bombardier.com. Retrieved 2009-06-04.
^ "Intel imagines wireless power for your laptop". TG Daily. 2008-08-22. Retrieved 2009-06-04.
^ "wireless electricity specification nearing completion". PCWorld. 2009-08-18. Retrieved 2009-08-21.

المصدر http://www.afkaaar.com/html/article1229.html

وصلات خارجية

Howstuffworks "How Wireless Power Works" — describes wireless power transmission over short, medium, and long distances
History of Microwave Power Transmission before 1980
The SHARP's Stationary High Altitude Relay Platform, microwave beam powered
'Drilling Up' Into Space for Energy — news article about possible use of space power in Palau
Is Wireless Energy Closer Than We Think?
Wireless Electricity at FastCompany.com
MIT Prof. Marin Soljačić Wireless Power Transmission page
— Nikola Tesla demonstrated the electrodynamic inductive effect over 100 years ago.