Ein berühmtes, ikonisches Bild des großen Erfinders Nikola Tesla zeigt ihn beiläufig auf einem Stuhl im Schneidersitz sitzend und macht sich Notizen, ohne die Fülle künstlicher Blitze zu bemerken, die die Luft ein paar Meter von ihm entfernt durchdringen. Kostenlose drahtlose Energieübertragung. Heute sprechen wir darüber.
Jahrzehnte vor Emrod waren Tesla und Elektrizität wie ein altes Ehepaar. Seine Experimente in Colorado mit dem Wardenclyffe Tower inspirierten ihn zu einem der kühnsten Vorschläge: Versorgen Sie die Welt mit drahtloser Energieübertragung. Teslas Antenne sorgte mit seinen Plänen für ein "weltweites drahtloses Stromversorgungssystem" für Schlagzeilen und sicherte sich von JP Morgan die Finanzierung für den Bau des ersten von mehreren riesigen Sendemasten und die drahtlose Übertragung von Elektrizität.
Und dann nichts mehr
Bis JP Morgan realisierte, dass Tesla diese drahtlose Energie völlig kostenlos zur Verfügung stellen wollte. In Teslas Turm ging es nicht nur um drahtlose Energieübertragung. Er strebte nach freier Energie für den Planeten.
Zu diesem Zeitpunkt wurde Teslas Traum von drahtloser Energie in der Wiege erstickt. JP Morgan stornierte die weitere Finanzierung. Der Wardenclyffe Tower wurde abgerissen. Als Tesla starb, erledigten das Rätsel und die Zweifel am Erfolg der drahtlosen Energieübertragung den Rest. Auf Wiedersehen Strom von der Erde.
In der Zwischenzeit verfolgte ein anderer Erfinder, Guglielmo Marconi, einen parallelen Traum, den Tesla vielleicht selbst vorwegnahm. Ein Traum, der viel erfolgreicher war: die drahtlose Übertragung von Informationen über Funkwellen. Die heutige Welt ist natürlich voller drahtloser Informationen, und das Wort "drahtlos" steht auf der Tagesordnung.
Heute, wenn das neuseeländische Startup Emrod werden gute Dinge tun, könnten Tesla und Marconis Träume verschmelzen.
Das Unternehmen baut ein System zur drahtlosen Energieübertragung über große Entfernungen. Früher in diesem Monat (Ich habe hier darüber gesprochen) Emrod hat von Powerco, Neuseelands zweitgrößtem Energieversorger, Finanzmittel erhalten, um einen Test seines Systems in einem netzgekoppelten kommerziellen Kraftwerk durchzuführen.
Das Unternehmen hofft, Gemeinden mit Strom aus dem Stromnetz zu versorgen oder Strom aus erneuerbaren Fernquellen wie Offshore-Windparks zu übertragen. Drahtloser und grüner Strom.
Wie Emrods drahtlose Energie funktioniert
Das System besteht aus vier Komponenten: eine Stromquelle, eine Sendeantenne, mehrere (oder mehr) Übertragungsrelais und eine Rectenna.
Erstens wandelt die Sendeantenne Elektrizität in Mikrowellenenergie um. Eine elektromagnetische Welle, genau wie Marconis Radiowellen, nur etwas energetischer und fokussiert sie in einem zylindrischen Strahl.
Der Mikrowellenstrahl wird durch eine Reihe von Relais gesendet, bis er auf die Rectenna trifft, die ihn wieder in Elektrizität umwandelt.
Was ist, wenn Sie diesen Strahl bekommen?
Um die Sicherheit zu gewährleisten, verwendet Emrod Energie im Bereich Industrie, Wissenschaft und Medizin (ISM) und hält die Leistungsdichte niedrig. "Es geht nicht nur darum, wie viel Strom Sie liefern, sondern auch darum, wie viel Strom Sie pro Quadratmeter liefern", sagt der Gründer von Emrod, Greg Kuschnir. „Die von uns verwendeten Dichtewerte sind relativ niedrig. Im Moment ist es ungefähr das Äquivalent, mittags in der Sonne zu sein, ungefähr 1 kW pro Quadratmeter. “
Wenn es jedoch wie beabsichtigt funktioniert, kommt der Strahl niemals mit etwas anderem als Luft in Kontakt.
Der Strahl stoppt, wenn er auf Hindernisse stößt
Das System verwendet ein Netzwerk von Lasern, die den Strahl umgeben, um Hindernisse wie einen Vogel oder eine Person zu erkennen, und stoppt automatisch die Übertragung, bis sich das Hindernis bewegt hat.
Die Technologie (drahtlose Energieübertragung über Mikrowelle) gibt es seit Jahrzehnten. Um es jedoch wirtschaftlich rentabel zu machen, müssen Energieverluste minimiert werden. Kushnir sagte, dass die in den letzten Jahren entwickelten Metamaterialien den Unterschied gemacht haben.
Der Vorteil von Metamaterialien
Das Unternehmen verwendet Metamaterialien, um den Mikrowellenstrahl effizienter in Elektrizität umzuwandeln. Die Relais, die wie "Linsen" den Strahl über die Sichtlinie hinaus erstrecken und ihn neu fokussieren, sind nahezu verlustfrei. Laut Kushnir treten die meisten Verluste auf der anderen Seite auf, wo der Strom in Mikrowellenenergie umgewandelt wird. Insgesamt, sagt er, Der Systemwirkungsgrad beträgt ca. 70%, die in einigen Bereichen wirtschaftlich nachhaltig ist und die das Unternehmen derzeit anstrebt.
Wir sehen in naher Zukunft keine Situation, in der wir sagen könnten, dass alle Kupferdrähte durch drahtlose ersetzt werden können. Das System hat niedrigere Wirkungsgrade. Es geht nicht darum, die gesamte Infrastruktur zu ersetzen, sondern sie dort zu erweitern, wo es Sinn macht
Greg Kuschnir
Ein Test in der realen Welt
Der Prototyp des Unternehmens kann derzeit einige Watt Leistung über eine Entfernung von rund 130 Metern senden. Emrod arbeitet derzeit an einer größeren Version, die einige Kilowatt übertragen kann. Es ist geplant, das neue System im Oktober an Powerco zu liefern, es einige Monate im Labor zu testen und es dann, wenn alles wie geplant verläuft, vor Ort zu testen.
Die Tests zielen darauf ab zu validieren, wie viel drahtlose Energie das System über welche Entfernung übertragen kann.
Obwohl das aktuelle Modell bescheiden ist, ist Kushnir sicher, dass es sich verbessern wird. "Wir können genau dieselbe Technologie verwenden, um 100-mal mehr drahtlose Energie über viel größere Entfernungen zu übertragen", sagte er in einer Pressemitteilung. "Systeme mit Emrod-Technologie können jede Strommenge übertragen."
Ray SimkinEmrods wissenschaftlicher Leiter sagte, das Unternehmen prüfe auch die Möglichkeit, Energie durch 30 Kilometer Wasser vom neuseeländischen Festland nach Stewart Island zu übertragen. Er sagte, das System könne bis zu 60 Prozent eines U-Boot-Kabels kosten.
Letztendlich kann die Technologie dazu beitragen, ländliche Gebiete drahtlos mit Strom zu versorgen oder Strom von Offshore-Windparks zu übertragen. In beiden Fällen ist es teuer, eine physische Infrastruktur für die Stromversorgung des Netzes aufzubauen.
In anderen Fällen, beispielsweise in Nationalparks, kann ein drahtloser Übertragungsmodus weniger Auswirkungen auf die Umwelt haben und weniger Wartung erfordern. Oder es könnte zur Stromversorgung nach Naturkatastrophen verwendet werden, bei denen die physische Infrastruktur beschädigt wurde.
Letztendlich ist das von Emrod nicht Teslas "World Wireless System", auch weil es Geld kosten wird.
