نقل لاسلكي للطاقة

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث
WiTricity
WiTricity logo color 350.jpg
معلومات عامة
التأسيس
2007الاطلاع ومراجعة البيانات على ويكي داتا
المقر الرئيسي
موقع الويب
أهم الشخصيات
المؤسس
أهم الشخصيات
أليكس جروزن، الرئيس التنفيذي
مارين سلوجاك عام 2011

شركة واي تريستي (WiTricity) هي شركة هندسية أمريكية أسسها الفيزيائي والمهندس الكهربائي مارين سلوجاك، تقوم بصناعة أجهزة لنقل الطاقة لاسلكيا (نقل الطاقة لا سلكياً هي عملية تتم داخل أي نظام حيث يتم نقل الطاقة الكهربائية من مصدر قدرة إلى حمل كهربائي من دون وجود أسلاك موصلة) بإستخدام أجهزة نقل وإستقبال الحقول المغناطيسية. يقع مقر الشركة في مدينة وترتاون، مقاطعة ميدلسيكس، ولاية ماساشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية.

التاريخ[عدل]

بدأ استخدام مصطلح نقل الكهرباء لاسلكيا لأول في مشروع في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، تحت إشراف مارين سلوجاك في عام 2006.[1][2]

قال إريك جيلير في محاضرة تيد عن استعراض الكهرباء اللاسلكية:

هذا كله أتى من بروفسور أستيقظ في الساعة الثالثة ليلا لأن هاتف زوجته استمر بالطنين لأن بطاريتة فرغت. وفكر حينها مع كل تلك الكهرباء في تلك الجدران لما لا أستطيع توصيلها بالهاتف حتى أتمكن من النوم قليلا، وبذلك أتى جديد وأعاد تعريف نقل الطاقة.[3]

نجح باحثين معهد ماساتشوستس في إنارة مصباح كهربي بقدرة 60 وات لاسلكيا، مستخدمين ملفين نحاس 5 لفات قطرها 60 سم (24 إنش تقريبا)، على مسافة 2 متر (7 قدم). وصلت نسبة الكفاءة إلى ما يقرب من 45%.[4] تم تصميم الملفات ليناسب تردد 9.9 ميجا هرتز (يصل طولها الموجي إلى 30 متر تقريبا) وعلى نفس المحور.

تم توصيل أحد الملفين مباشرة بمصدر الطاقة، والأخر بمصباح. وبالفعل تمت إنارة المصباح حتى مع وجود عازل خشبي بين الملفين. أعلن الباحثون في نهاية التجربة عن نجاحهم في إنارة مصباح لاسلكيا بقدرة 60 وات بكفاءة 90% على مسافة 3 قدم.

تم الإعلان عن هذه التكنولوجيا الجديدة في يوليو 2009 في مؤتمر تيد العالمي المنعقد في أكسفورد من قبل الرئيس التنفيذي للشركة إريك جيلير.[5][6] أشار فيها أن الفكرة قد تم تطبيقها لأول مرة من قبل الفيزيائي نيكولا تيسلا،[7] وأن الشركة نجحت في تشغيل التلفاز وفي شحن الهواتف المحمولة (السبب الرئيسي الذي ألهم سولجاسيك للوصول لهذه الفكرة).[8]

في إبريل 2011، إستثمرت شركة السيارات تويوتا في هذا المشروع.[9][10]

في سبتمبر 2012، أعلنت الشركة أن سعر الملفات االمستخدمة لنقل الطاقة لاسلكيا سيصل إلى 1000 دولار، وأنها ستحاول زيادة الكفاءة وتقليل السعر، وإدخال هذه التكنولوجيا في أغلب الأجهزة المستخدمة في حياتنا اليومية.[11]

ملف حثي لشحن السيارات لاسلكيا في معرض بطوكيو عام 2011
على غرار شركة واي تريستي قامت شركة باور مات للتكنولوجيا بوضع أجهزة لشحن الهواتف والحواسيب المحمولة في المقاهي والمولات.
بطاقة لاسلكية.

تاريخ النقل اللاسلكي للطاقة[عدل]

الفيزيائي نيكولا تيسلا يشرح فرضية نقل الطاقة لاسلكيا في محاضرة عام 1891 بكلية كولومبيا، جامعة كولومبيا.

التكنولوجيا[عدل]

تعتمد فكرة نقل الكهرباء لاسلكيا على ملفين رنينين كهرومغناطيسيين وخاصية الرنين الكهربائية. يتكون النظام من أجهزة إرسال وأجهزة إستقبال تحتوي على حلقات مغناطيسية مضبوطة على نفس التردد. ولا بد أن تكون أجهزة الإستقبال ضمن مسافة لا تتعدى ربع الطول الموجي من أجهزة الإرسال.

تعتمد فكرة نقل الكهرباء لاسلكيا على ملفين رنينين كهرومغناطيسيين وخاصية الرنين الكهربائية. وبذلك تختلف عن باقي الطرق المعروفة مثل ملف الحثي البسيط، بث الميكروويف أو تأين الهواء. يتكون النظام من أجهزة إرسال وأجهزة إستقبال تحتوي على حلقات مغناطيسية مضبوطة على نفس التردد.

بسبب أن أجهزة نقل الكهرباء لاسلكيا تعمل في مجال كهرومغناطيسي صغير المدى، لا بد أن تكون أجهزة الإستقبال ضمن مسافة لا تتعدى ربع الطول الموجي من أجهزة الإرسال. في الورقة البحثية المنشورة للشركة عن مبدأ عمل الأجهزة في عام 2007، كانت المسافة المستخدمة بضع مترات لنفس التردد. في ورقتهم الأولى، حاولت المجموعة صنع محاكاة لعوازل رنانة يصل مداها إلى جيجاهرتز.

للوقاية من البرق والشرارة الناتجة عند نقل الطاقة تستخدم الشركة المجال المغناطيسي بدلا من الكهربي.
لا تحدث ظاهرة التفريغ الكهربي في منتجات الشركة، لإقتصار دور المجالات الكهربائية على المكثفات داخل الأجهزة.

تعمل أغلب أجهزة شركة واي تريستي بالمجالات المغناطيسية ويقتصر دور المجالات الكهربائية على المكثفات داخل الأجهزة، لإعتقادهم أن هذه الطريقة هي الأكثر أمانا لنقل الطاقة بالرنين. ففي ملف تيسلا الذي يعمل بالمجالات الكهربائية يمكن أن تتولد شرارات كبيرة وبرق في أغلب الأوقات.[13]

على عكس المجالات اللاسلكية طويلة المدى، تعتمد الشركة على مجالات الرنين الكهرومغناطيسية كالموجودة في المحولات بإختلاف أن الملف الإبتدائي منفصل عن الملف الثانوي. أشاد كارليس أريستيديس بفريقة قائلا:[2]

"إذا تم استخدام الحث المغناطيسي العادي في هذا النظام سيكون أقل كفاءة بأكثر من مليون مرة من الحث المغناطيسي المستخدم لظاهرة الرنين".

كما أكد الباحثون على أن الترددات المستخدمة في نقل الكهرباء تخضع لمعايير السلامة المتفق عليها من لجنة الاتصالات الفدرالية، وأنها لا تتعارض مع ترددات الإذاعة والراديو أو أي ترددات أخرى. وأرجعوا سبب تأخير التطور في تكنولوجيا نقل الطاقة لاسلكيا إلى نقص المعرقة بقوانين الفيزياء. وتوقعوا أنه في المستقبل سترتفع نسبة مبيعات الأجهزة التي تعمل بتكنولوجيا الطاقة اللاسلكيا.[2]

مستويات الإشعاع[عدل]

أكدت الشركة على ترددات الأجهزة لا تؤثر على الأعضاء الحيوية (للإنسان والحيوان على حد سواء) وأنها تخضع لمعايير الأمن والسلامة.[14]

انظر أيضاً[عدل]

المصادر[عدل]

  1. ^ "Wireless electricity could power consumer, industrial electronics". معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا News. 2006-11-14. مؤرشف من الأصل في 3 ديسمبر 2013. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  2. أ ب ت "Goodbye wires…". معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا News. 2007-06-07. مؤرشف من الأصل في 9 فبراير 2014. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  3. ^ Eric Giler demos wireless نسخة محفوظة 26 يناير 2020 على موقع واي باك مشين.
  4. ^ "Wireless Power Demonstrated". مؤرشف من الأصل في 20 مايو 2012. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  5. ^ Fildes, Jonathan (2009-07-23). "Wireless power system shown off". بي بي سي نيوز أون لاين. مؤرشف من الأصل في 06 يونيو 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة); تحقق من التاريخ في: |تاريخ أرشيف= (مساعدة)
  6. ^ "Eric Giler demos wireless electricity". تيد (مؤتمر). July 2009. مؤرشف من الأصل في 18 فبراير 2014. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  7. ^ Eric Giler: A demo of wireless electricity | TED Talk | TED.com نسخة محفوظة 02 يوليو 2018 على موقع واي باك مشين.
  8. ^ Electrical recharging using electrosmog نسخة محفوظة 28 أبريل 2018 على موقع واي باك مشين.
  9. ^ Gordon-Bloomfield, Nikki (Apr 28, 2011). "Toyota Joins Wireless Electric Car Charging Revolution". Green Car Reports. مؤرشف من الأصل في 02 يونيو 2017. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة); تحقق من التاريخ في: |تاريخ أرشيف= (مساعدة)
  10. ^ "TMC and WiTricity Form Wireless Battery-charging Alliance". Toyota Motor Corporation. April 27, 2011. مؤرشف من الأصل في 28 مايو 2018. اطلع عليه بتاريخ أكتوبر 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة); تحقق من التاريخ في: |تاريخ الوصول= (مساعدة)
  11. ^ Scott Kirsner (2012-09-17). "Flying electricity and neighborhood news". Boston Globe. مؤرشف من الأصل في 02 فبراير 2017. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة); تحقق من التاريخ في: |تاريخ أرشيف= (مساعدة)
  12. ^ مارين سولياتشيتش، نقل الطاقة لاسلكياَ نسخة محفوظة 07 يونيو 2018 على موقع واي باك مشين.
  13. ^ Aristeidis Karalis; J.D. Joannopoulos; Marin Soljačić (January 2008). "Efficient wireless non-radiative mid-range energy transfer". Annals of Physics. 323: 34–48. arXiv:physics/0611063. Bibcode:2008AnPhy.323...34K. doi:10.1016/j.aop.2007.04.017. Published online: April 2007 الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  14. ^ WiTricity نسخة محفوظة 03 أبريل 2014 على موقع واي باك مشين.