Estaba leyendo sobre Nikola Tesla hoy (a través de la Avena ) y sobre la Torre Wardenclyffe que (entre otras cosas) tenía la intención de transmitir electricidad de forma inalámbrica. Perdone la ingenuidad de la pregunta, pero si la tecnología que podría transmitir corriente eléctrica de forma inalámbrica se inventó hace más de 100 años, ¿por qué no usamos electricidad inalámbrica en nuestra vida cotidiana hoy? En otras palabras, ¿por qué tenemos que enchufar físicamente nuestros dispositivos eléctricos (teléfonos / computadora, etc.) si existe algo como la electricidad inalámbrica? Si se trata de un problema de eficiencia / costo, entonces me imagino que a algunas personas ricas todavía no les importaría pagar más, a la luz del desperdicio, por la conveniencia adicional.
Por favor explique en términos simples (aunque una respuesta simple sería suficiente).
fuente
Respuestas:
Yo uso la electricidad inalámbrica todos los días.
En mi cepillo de dientes:
Y en mi celular:
El método utilizado en mis dispositivos se llama carga inductiva . Hablo un poco más al respecto en mi respuesta a esta pregunta . Esta es la forma más común y práctica de transmitir energía de forma inalámbrica en este momento. Pero como muchos de los comentarios han señalado, esto se considera transmisión de campo cercano. Y con un alcance efectivo de solo unos pocos milímetros, está muy cerca del campo.
La cantidad de energía transferida y la eficiencia de la transferencia se puede aumentar bastante (aunque todavía se considera que está cerca del campo) agregando un condensador a cada una de las bobinas inductoras y ajustando las redes RLC resultantes para tener un factor Q alto en el misma frecuencia (resonante) Un equipo del MIT investigó el uso de la resonancia inductiva como sistema inalámbrico de transferencia de energía.
Desde entonces, los investigadores formaron una compañía llamada WiTricity para desarrollar aún más la tecnología. Si bien todavía no han traído un producto al mercado comercial, han hecho algunas demostraciones impresionantes :
Es importante tener en cuenta que la distancia entre el transmisor y el receptor juega un factor crucial para determinar cuánta energía se puede transferir de manera confiable. Como se puede ver en este documento basado en el proyecto MIT, la disminución del voltaje con respecto a la distancia entre las bobinas es exponencial:
Pero hay muchos otros métodos , como microondas y láser, que son capaces de recorrer distancias mucho mayores. Sin embargo, estos métodos son muy direccionales y, por lo tanto, son aplicables en un área mucho más pequeña que la Torre Wardenclyffe propuesta por Tesla, que sería omnidireccional. También hay muchos otros factores a considerar al implementar uno de estos métodos:
Y, por supuesto, existe el método de "carga perturbada de tierra y aire" utilizado por Tesla. En lo que respecta al sistema Tesla, se cerró porque los fondos se agotaron y el mercado de valores se derrumbó . En cuanto a por qué no se ha intentado desde entonces, se debe principalmente a que dicho sistema no puede medirse estrictamente. Por lo tanto, las compañías eléctricas no podían cobrar por uso y ganar mucho dinero. Sin una forma de monetizar la tecnología, nunca se realizará ninguna inversión en investigación y desarrollo. Esa es la teoría (conspiración), de todos modos. Aunque hay muchas otras razones por las cuales este método es inviable o simplemente no funcionaría.
No pude encontrar un artículo con números definitivos en cuanto a eficiencia. Pero supongo que la eficiencia es la razón principal por la que no ve esta tecnología en un uso más extendido. Sin embargo, existe, las personas como yo (léase: no rico) tienen acceso a él, y funciona bastante bien.
Editar:
Encontré un estudio de caso realizado por Wireless Power Consortium, fabricantes de cargador qi para mi teléfono, que dice (énfasis mío):
Por lo tanto, la parte cableada de su sistema tiene una eficiencia del 72% y la parte inalámbrica tiene una eficiencia del 50%. Eso es usar un método inductivo donde las bobinas están separadas unos pocos milímetros. Compare eso con el WiTricity de Joel, que establece una eficiencia del 40% en 2 metros.
Tenga en cuenta los costos adicionales asociados con la circuitería y los componentes adicionales para un sistema inalámbrico en comparación con el costo de una longitud de cable de cobre y puede ver por qué la transferencia de energía inalámbrica a larga distancia todavía se considera poco práctica para el uso en el mercado masivo.
fuente
Si irradia energía esféricamente (igual en todas las direcciones), la energía recibida en el otro extremo será proporcional al porcentaje de la esfera cubierta por el receptor. Cuanto más lejos esté, menos energía capturará para una antena del mismo tamaño, proporcional a 1 / r ^ 2. El resto de la energía se desperdicia en el espacio libre. Este es un modelo masivamente simplificado, por supuesto. Si sabes dónde está el receptor, harías direccional el transmisor, usarías resonancia, etc., pero entiendes la idea. La energía inalámbrica no llega mágicamente a su receptor con una eficiencia del 100%. Además de eso, tiene un circuito de conversión de energía que tampoco es 100% eficiente.
Si enviar y recibir están separados por milímetros y los niveles de energía son bajos, como en un cepillo de dientes o base para teléfono, entonces la eficiencia es tolerable y la energía perdida no cuesta mucho. Un cepillo de dientes solo cuesta centavos al año para mantenerse cargado, por lo que vale la pena cambiar el costo de energía adicional por la impermeabilización del producto para un ambiente de baño. Una almohadilla debajo de su automóvil eléctrico que transmite miles de vatios sobre un pie de distancia al suelo desperdiciaría decenas de dólares al mes en costos de energía en comparación con enchufarla. Intentar hacer funcionar una secadora de ropa directamente desde la torre de una compañía eléctrica en la cima de una colina a millas de distancia Simplemente no funcionaría.
Todavía podemos ver que la energía inalámbrica o ambiental se vuelve popular para dispositivos integrados pequeños, como un microcontrolador de baja potencia que monitorea algo. Si el consumo de energía del microcontrolador se reduce lo suficiente, puede funcionar continuamente desde un pequeño panel solar, una bobina de cable como en una placa RFID, dispositivo piezoeléctrico, etc. La energía podría aprovecharse de las señales WiFi, el calor, el movimiento mecánico u otras formas que no se usan hoy en día porque los niveles de potencia son demasiado bajos para ser útiles. La transmisión de datos recopilados a través de, por ejemplo, Bluetooth LE requiere mucha más energía que simplemente ejecutar el microcontrolador, por lo que las ráfagas de transmisión deben ser cortas e infrecuentes, con algo de almacenamiento de energía (condensador) llenándose lentamente en el medio. Este es el reino de los microvatios o quizás los nanovatios, así que olvídate de tener tu teléfono celular cargado continuamente mientras caminas.
fuente
La razón por la que no distribuimos energía como Tesla había intentado es porque no funciona. Básicamente es una idea tonta porque:
Como dije, es una idea tonta, y fue una idea tonta cuando Tesla también lo intentó, como algunas de sus propias ecuaciones deberían haberle dicho.
fuente
Consejo:
Tesla
¡Tesla no era estúpido!
:)
fuente
Leí en alguna parte que lo detuvo por temor a los efectos físicos que el sistema podría tener sobre nosotros. Al final, creo que si dijera que funcionaría, funcionará ... tengo que ir con el tipo que inventó la electricidad tal como la usamos hoy en día ... y la radio ... y los rayos X ... ¡Lástima que todavía no esté cerca, los avances que haría hoy!
fuente