Innehåll
- Vad är en korrigerande antenn?
- Den korrigerande antennens historia
- Den nuvarande och framtida användningen av att korrigera antenner
- Hur kraftöverföring via korrigerande antenner jämförs med trådlös laddning
Tamara Wilhite är teknisk författare, industriell ingenjör, tvåbarnsmor och publicerad sci-fi och skräckförfattare.
Vad är en korrigerande antenn?
En korrigerande antenn eller rectenna är en avsedd för trådlös kraftöverföring. Rättande antenner använder mikrovågsfrekvenser upp till 1 GHz. Dessa höga frekvenser är nödvändiga för att maximera systemets effektivitet, eftersom det verkligen inte är möjligt att använda de ännu effektivare terahertz-frekvenserna.
Den korrigerande antennens historia
Nikola Tesla föreställde sig ett trådlöst elektriskt system för mer än ett sekel sedan. Det verkade vara inom räckhåll när mikrovågsrelänät tillhandahöll trådlös kommunikation mellan Europa och USA på 1950-talet. Trådlös kraftöverföring var dock inte praktisk på grund av stora förluster.
Den potentiella användningen av korrigerande antenner för mikrovågsöverföring demonstrerades 1964 av William C. Brown. Han använde en korrigerande antenn för att stråla strömmen trådlöst till en fjärrstyrd helikopter.
Löftet om mikrovågsugnens trådlösa kraftöverföringssystem (MPT) blev äntligen verklighet när Nya Zeelands startverktyg tillkännagav 2020 att de skulle lansera trådlösa kraftsystem. Detta skulle vara den första verkliga användningen av korrigerande antenner.
Den nuvarande och framtida användningen av att korrigera antenner
I teorin kan vi använda korrigerande antenner för att stråla ner kraften till mottagande antenner på jorden från solpanelarrayer i omlopp. Det är en viktig handlingspunkt i "Fallen Angels" och 1978-sci-fi-filmen "Libra". Men kan denna teknik bli verklighet?
År 2020 meddelade Emrod att de skulle samarbeta med Powerco, det näst största verktygsföretaget i Nya Zeeland, för att inrätta trådlösa elektriska överföringssystem i svåråtkomliga områden. Emrod skulle konvertera kraften från nätet till mikrovågor. De korrigerande antennerna skulle stråla dessa mikrovågor till nästa relästation. Dessa reläantenner måste vara synliga mot varandra. Vid någon tidpunkt omvandlas mikrovågorna tillbaka till el, oavsett om de levereras till slutanvändaren eller skickas längs konventionella kraftledningar. Deras system skickar en cylindrisk stråle från en antenn till en annan, vilket minimerar förluster. Emrod säger att systemet har nära hundra procent effektivitet; däremot har en mikrovågsugn 70% effektivitet.
Du vill också ha en stråle så smal som möjligt så att ditt kraftöverföringssystem inte steker flyttfåglar. Det är för övrigt ett problem med solenergitorn. Emrod säger att de använder en skyddande ring av laserstrålar för att stänga av strålarna om fåglar eller till och med människor närmar sig.
Var skulle trådlösa kraftöverföringssystem användas? De kunde användas för att överföra kraft över förrädisk terräng och områden där dåligt väder regelbundet slår ut konventionella kraftledningar. Den kunde användas för att överföra kraft genom bergsområden och offshore-platser där det skulle vara dyrt att lägga traditionella kraftledningar.
Hur kraftöverföring via korrigerande antenner jämförs med trådlös laddning
Trådlös kraft har gjort snabba framsteg när det gäller trådlös laddning av smarttelefoner och andra bärbara enheter. Trådlös laddning för din smartphone sker dock i allmänhet via magnetisk resonans (MR) eller induktiv kraftöverföring (IPT), inte via korrigerande antenner.
Induktiv laddning används oftare för medelstora enheter som köksapparater och smarta telefoner. De kan också använda tidsvarierande elektriska fält för att överföra kraft. Mycket små batterier kan laddas via radioladdning, men det är bara ett alternativ för enheter med låg effekt som smarta klockor. Dessa system används eftersom de är säkra att använda runt människor. Men de är också korta räckvidd. Till exempel kräver induktionsladdning väsentligen att mottagaranordningen är i fysisk kontakt med induktionsspolen. Att korrigera antenner har bevisats för avstånd över hundra fot, och framsteg inom tekniken kan öka det med en faktor på tio.
