मैं हर रोज वायरलेस बिजली का उपयोग करता हूं।
मेरे टूथब्रश में:
और मेरे सेल फोन में:
मेरे उपकरणों में इस्तेमाल की जाने वाली विधि को इंडक्टिव चार्जिंग कहा जाता है । मैं इस सवाल के जवाब में इसके बारे में थोड़ा और बात करता हूं । यह इस समय वायरलेस तरीके से ऊर्जा प्रसारित करने का सबसे आम और सबसे व्यावहारिक रूप है। लेकिन जैसा कि कई टिप्पणियों में उल्लेख किया गया है, इसे फील्ड ट्रांसमिशन के पास माना जाता है। और केवल कुछ मिलीमीटर की एक प्रभावी सीमा के साथ, यह बहुत निकट क्षेत्र में है।
हस्तांतरित ऊर्जा में से प्रत्येक में संधारित्र के कॉइल को संधारित्र जोड़कर और परिणामी RLC नेटवर्क को ट्यूनिंग करने के लिए स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा और स्थानांतरण की दक्षता में थोड़ी बहुत वृद्धि हुई है (हालांकि अभी भी क्षेत्र के पास मानी जाती है)। समान (गुंजयमान) आवृत्ति। एमआईटी की एक टीम ने एक वायरलेस पावर ट्रांसफर सिस्टम के रूप में आगमनात्मक अनुनाद का उपयोग करने पर शोध किया ।
शोधकर्ताओं ने तब से प्रौद्योगिकी विकसित करने के लिए WiTricity नामक कंपनी बनाई है । हालांकि वे अभी भी वाणिज्यिक बाजार में एक उत्पाद नहीं लाए हैं, उन्होंने कुछ प्रभावशाली प्रदर्शन किए हैं :
2007 में Marin Soljačić की अगुवाई में MIT में हुई एक परियोजना के लिए WiTricity शब्द का इस्तेमाल किया गया था। MIT के शोधकर्ताओं ने सफलतापूर्वक 60 सेमी (24 इंच) के दो 5-टर्न कॉपर पाइल का उपयोग करते हुए, एक 60 वाट के प्रकाश बल्ब को वायरलेस रूप से बिजली देने की क्षमता का प्रदर्शन किया। ) व्यास, जो कि 2 मीटर (7 फीट) दूर था, लगभग 45% दक्षता पर था। कॉइल को 9.9 मेगाहर्ट्ज (ength वेवलेंथ 30 मीटर) पर एक साथ प्रतिध्वनित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था और एक ही धुरी के साथ उन्मुख थे। एक बिजली के स्रोत से एक दूसरे से जुड़ा था, और दूसरा एक बल्ब से। सेटअप ने बल्ब को चालू किया, तब भी जब लकड़ी की पैनल का उपयोग करके दृष्टि की सीधी रेखा अवरुद्ध हो गई थी। शोधकर्ताओं ने 3 फीट की दूरी पर लगभग 90% दक्षता पर एक 60 वाट प्रकाश बल्ब को बिजली देने में सक्षम थे। अनुसंधान परियोजना को एक निजी कंपनी में बंद कर दिया गया, जिसे WiTricity भी कहा जाता है।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच की दूरी यह निर्धारित करने में एक महत्वपूर्ण कारक निभाता है कि मज़बूती से कितनी ऊर्जा स्थानांतरित की जा सकती है। जैसा कि एमआईटी परियोजना पर आधारित इस पत्र में देखा जा सकता है , कॉइल के बीच की दूरी के संबंध में वोल्टेज में क्षय का विस्तार होता है:
लेकिन कई अन्य तरीके भी हैं जैसे कि माइक्रोवेव और लेजर जो अधिक दूरी तक सक्षम हैं। हालाँकि, ये विधियाँ बहुत ही दिशात्मक हैं और इसलिए टेस्ला के प्रस्तावित वार्डनक्लिफ़ टॉवर की तुलना में बहुत छोटे क्षेत्र पर लागू हैं जो कि सर्वव्यापी होगा। इन तरीकों में से एक को लागू करते समय विचार करने के लिए कई अन्य कारक भी हैं:
माइक्रोवेव:
रेडियो तरंगों के माध्यम से विद्युत पारेषण को अधिक दिशात्मक बनाया जा सकता है, जिससे विद्युत चुम्बकीय विकिरण की छोटी तरंग दैर्ध्य के साथ, आमतौर पर माइक्रोवेव रेंज में लंबी दूरी की पावर बीमिंग होती है। माइक्रोवेव ऊर्जा को वापस बिजली में बदलने के लिए एक रेक्टेना का उपयोग किया जा सकता है। 95% से अधिक रेक्टेना रूपांतरण क्षमता का एहसास हुआ है। सौर ऊर्जा उपग्रहों की परिक्रमा से लेकर पृथ्वी तक ऊर्जा के संचरण के लिए माइक्रोवेव का उपयोग करने वाले पावर बीमिंग का प्रस्ताव किया गया है और कक्षा से बाहर जाने वाले अंतरिक्ष यान को बिजली देने को बीमिंग माना गया है।
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अर्थबाउंड अनुप्रयोगों के लिए एक बड़ा क्षेत्र 10 किमी व्यास प्राप्त करने वाला सरणी मानव विद्युत चुम्बकीय जोखिम सुरक्षा के लिए सुझाए गए कम शक्ति घनत्व पर संचालन करते समय बड़े कुल बिजली स्तरों का उपयोग करने की अनुमति देता है। 10 किमी व्यास क्षेत्र में वितरित 1 mW / cm2 की एक मानव सुरक्षित बिजली घनत्व 750 मेगावाट कुल बिजली स्तर से मेल खाती है। यह कई आधुनिक विद्युत ऊर्जा संयंत्रों में पाया जाने वाला शक्ति स्तर है।
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माइक्रोवेव का उपयोग कर वायरलेस उच्च शक्ति संचरण अच्छी तरह से सिद्ध है। 1975 में कैलिफ़ोर्निया के गोल्डस्टोन में दसियों किलोवाट के प्रयोगों का प्रदर्शन किया गया और हाल ही में (1997) रीयूनियन द्वीप पर ग्रैंड बेसिन में। ये विधियाँ एक किलोमीटर के क्रम पर दूरियाँ प्राप्त करती हैं।
लेज़र
अन्य वायरलेस तरीकों की तुलना में लेजर आधारित ऊर्जा हस्तांतरण के लाभ हैं:
- collimated मोनोक्रोमैटिक वेवफ्रंट प्रोपेगेशन बड़ी रेंज पर ऊर्जा संचरण के लिए संकीर्ण बीम क्रॉस-सेक्शन क्षेत्र की अनुमति देता है।
- ठोस राज्य पराबैंगनीकिरण के कॉम्पैक्ट आकार- फोटोवोल्टिक अर्धचालक डायोड छोटे उत्पादों में फिट होते हैं।
- वाई-फाई और सेल फोन जैसे मौजूदा रेडियो संचार में कोई रेडियो-आवृत्ति हस्तक्षेप नहीं।
- पहुंच का नियंत्रण; लेज़र द्वारा प्रकाशित केवल रिसीवर ही शक्ति प्राप्त करते हैं।
इसकी कमियां हैं:
- लेजर विकिरण खतरनाक है, यहां तक कि कम बिजली के स्तर पर भी यह लोगों और जानवरों को अंधा कर सकता है, और उच्च शक्ति के स्तर पर यह स्थानीयकृत ताप हीटिंग के माध्यम से मार सकता है
- प्रकाश में रूपांतरण, जैसे कि लेजर के साथ, अक्षम है
- 40% -50% दक्षता प्राप्त करने वाले फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के साथ, बिजली में रूपांतरण अक्षम है। (ध्यान दें कि रूपांतरण दक्षता सौर पैनलों के पृथक्करण के बजाय मोनोक्रोमैटिक प्रकाश के साथ अधिक है)।
- वायुमंडलीय अवशोषण, और बादलों, कोहरे, बारिश, आदि द्वारा अवशोषण और प्रकीर्णन नुकसान का कारण बनता है, जो 100% नुकसान के रूप में उच्च हो सकता है
- माइक्रोवेव बीमिंग के साथ, इस विधि को लक्ष्य के साथ प्रत्यक्ष रेखा की आवश्यकता होती है।
और निश्चित रूप से टेस्ला द्वारा उपयोग किया जाने वाला "जमीन और हवा का परेशान प्रभार" विधि है। जहां तक टेस्ला सिस्टम चला, वह बंद हो गया क्योंकि फंडिंग खत्म हो गई और स्टॉक मार्केट क्रैश हो गया । जैसे कि इसके लिए प्रयास क्यों नहीं किया गया, यह मुख्य रूप से है क्योंकि इस तरह की प्रणाली को कड़ाई से पैमाइश नहीं की जा सकती है। इसलिए, बिजली कंपनियां प्रति उपयोग शुल्क नहीं ले सकती थीं और बहुत पैसा कमा सकती थीं। प्रौद्योगिकी के मुद्रीकरण के तरीके के बिना, अनुसंधान और विकास में कोई निवेश कभी नहीं किया जाएगा। यह (साजिश) सिद्धांत, वैसे भी है। हालांकि कई अन्य कारण हैं कि यह विधि या तो अक्षम्य है या केवल एकमुश्त काम नहीं करेगा।
मुझे दक्षता के रूप में निश्चित संख्याओं वाला कोई लेख नहीं मिला। लेकिन यह मेरा अनुमान है कि दक्षता मुख्य कारण है कि आप इस तकनीक को अधिक व्यापक प्रसार उपयोग में नहीं देखते हैं। हालाँकि, यह मौजूद है, मेरे जैसे लोगों (पढ़ा: अमीर नहीं) के पास इसकी पहुँच नहीं है, और यह काफी अच्छी तरह से काम करता है।
संपादित करें:
मुझे अपने फोन के लिए क्यूई चार्जर बनाने वाले वायरलेस पावर कंसोर्टियम द्वारा किया गया एक केस स्टडी मिली , जिसमें कहा गया है (मेरा जोर):
इस खंड में हम 5 साल की अवधि में कुल बिजली खपत की तुलना करते हैं
मामले का अध्ययन:
वायरलेस चार्जर एन एसईएस-वायरलेस = 0.50 (50%) की औसत प्रणाली दक्षता
वायर्ड पावर एडॉप्टर N sys-wired = 0.72 (72%) की औसत सिस्टम दक्षता मान लें कि औसत चार्जिंग पावर 2W है।
तो उनके सिस्टम के वायर्ड हिस्से की दक्षता 72% है और वायरलेस भाग की दक्षता 50% है। यह एक प्रेरक विधि का उपयोग कर रहा है जहां कॉइल कुछ मिलीमीटर अलग हैं। जोएल से WiTricity की तुलना करें जो 2 मीटर से अधिक 40% की दक्षता बताती है।
तांबे के तार की लंबाई की तुलना में एक वायरलेस सिस्टम के लिए अतिरिक्त सरकुलेशन और घटकों से जुड़ी अतिरिक्त लागतों में कारक और आप देख सकते हैं कि बड़े पैमाने पर बाजार में उपयोग के लिए लंबी दूरी की वायरलेस ऊर्जा हस्तांतरण को अभी भी अव्यावहारिक क्यों माना जाता है।