Чун Т. Рим, профессор ядерной 16 апреля 2014 года Quantum Engineering в KAIST и его команда продемонстрировали в кампусе KAIST, Тэджон, Республика Корея, значительное увеличение расстояния, на которое электроэнергия может передаваться по беспроводной сети. Они разработали «дипольную резонансную систему катушек (DCRS)» для расширенного диапазона индуктивной передачи энергии, до 5 метров между катушками передатчика и приемника.С тех пор, как Массачусетский технологический институт (Массачусетский технологический институт) представил в 2007 году систему двойного магнитного резонанса (CMRS), которая использовала магнитное поле для передачи энергии на расстояние 2,1 метра, развитие беспроводной передачи энергии на большие расстояния привлекло большое внимание. дальнейшие исследования.
Тем не менее, с точки зрения увеличения расстояния беспроводной связи, CMRS, например, выявила технические ограничения для коммерциализации, которые еще предстоит решить: довольно сложная конструкция катушки (состоящая из четырех катушек для ввода, передачи, приема и нагрузки) ; громоздкие резонансные катушки; высокая частота (в диапазоне 10 МГц), необходимая для резонанса катушек передатчика и приемника, что приводит к низкой эффективности передачи; и высокая добротность 2000, что делает резонансные катушки очень чувствительными к окружающей среде, такой как температура, влажность и близость человека.Профессор Рим предложил значимое решение этих проблем с помощью DCRS, оптимально спроектированной структуры катушки, которая имеет две магнитные дипольные катушки, первичную для индукции магнитного поля и вторичную для приема электроэнергии. В отличие от больших и толстых петлеобразных воздушных катушек, встроенных в CMRS, исследовательская группа KAIST использовала компактные стержни с ферритовым сердечником с обмотками в их центрах.
Высокочастотный переменный ток первичной обмотки создает магнитное поле, а затем магнитный поток связи индуцирует напряжение на вторичной обмотке.Масштабируемый и тонкий (3 м в длину, 10 см в ширину и 20 см в высоту) DCRS значительно меньше CMRS.
Система имеет низкий коэффициент добротности 100, что в 20 раз сильнее противодействует изменениям окружающей среды, и хорошо работает на низкой частоте 100 кГц. Команда провела несколько экспериментов и достигла многообещающих результатов: например, при работе на частоте 20 кГц максимальная выходная мощность составила 1403 Вт на расстоянии 3 метра, 471 Вт на расстоянии 4 метра и 209 Вт на расстоянии 5 метров. Для 100 Вт передачи электроэнергии общий КПД системы составил 36,9% на 3 метрах, 18,7% на 4 метрах и 9,2% на 5 метрах.
«Благодаря DCRS, — сказал профессор Рим, — большой светодиодный телевизор, а также три вентилятора мощностью 40 Вт могут получать питание с расстояния 5 метров».«Наша технология доказала возможность нового механизма удаленной подачи энергии, который никогда не испытывался на таких больших расстояниях.
Хотя беспроводная передача энергии на большие расстояния все еще находится на ранней стадии коммерциализации и довольно дорогостоящая в реализации, мы считаем, что это Это правильное направление для подачи электроэнергии в будущем.Точно так же, как сегодня мы видим зоны Wi-Fi повсюду, у нас в конечном итоге будет много зон Wi-Fi в таких местах, как рестораны и улицы, которые по беспроводной связи обеспечивают электроэнергией электронные устройства. Мы будем использовать все устройства в любом месте без запутанных проводов и в любое время, не беспокоясь о зарядке их батарей ».
Команда профессора Рима завершила исследовательский проект с Korea Hydro Nuclear Power Co., Ltd в марте этого года для удаленного снабжения электроэнергией основного контрольно-измерительного оборудования на атомной электростанции, чтобы должным образом отреагировать на чрезвычайную ситуацию, подобную той, что произошла на атомной станции Фукусима-дайити. Удалось передать 10 Вт электроэнергии на станцию, которая находилась в 7 метрах от базы.
Результат исследования был опубликован в мартовском выпуске журнала IEEE Transactions on Power Electronics за 2014 год.Дополнительную информацию можно найти на YouTube по адресу: http://www.youtube.com/watch?v=R6UCwqjdpo0.