Беспроводная передача электроэнергии в океане по воде как по кабелю

Была достигнута эффективность передачи электроэнергии, равная 94,5% на расстоянии 2 см и не менее 85% на расстоянии 15 см, в широком диапазоне мощностей

Ученым удалось передать электроэнергию и электронные данные по беспроводной связи через морскую воду с помощью инновационного устройства, состоящего из передатчика и приемника. При беспроводной передаче электроэнергии морская вода ведет себя как диэлектрик, вызывая чрезмерные энергопотери. До сих пор считалось, что беспроводная передача электроэнергии может быть достигнута только с помощью магнитных связей. Сделав упор на высокочастотные свойства морской воды, был разработан альтернативный метод электропередачи.

Количество людей, занятых в японской рыбной промышленности, продолжает ежегодно сокращаться по мере увеличения их среднего возраста. Это обусловлено большим объемом высокоинтенсивного ручного труда, используемого в этой сфере. Исправить ситуацию может автоматизация, достигнутая за счет применения роботов. С их помощью можно осуществлять управление качеством воды и окружающей средой, контролировать рост рыб и так далее. Однако, поскольку питание роботов должно происходить за счет электроаккумуляторов, их необходимо периодически извлекать из воды, заряжать и погружать обратно в воду.

Ключом к решению этой проблемы является разработка технологии беспроводной передачи электроэнергии и электронных данных непосредственно в морской воде. Исследователи разработали новый тип электрического устройства, состоящего из передатчика и приемника, способного осуществлять высокоэффективную беспроводную передачу электроэнергии, находясь под водой.

Была достигнута эффективность передачи электроэнергии, равная 94,5% на расстоянии 2 см и не менее 85% на расстоянии 15 см, в широком диапазоне мощностей. Исследователи использовали разработанный ими электрический передатчик-приемник для зарядки конденсатора, чтобы питать модуль видеокамеры, который передавал видео в реальном времени через тот же электрический передатчик-приемник. Скорость передачи сигнала составляла 90 Мбит/с, и это не предел. Общий вес электрического приемника и электрической цепи питания, установленных на беспилотник составил около 270 г.

Для предотвращения химических изменений при передаче большого количества энергии поверхность электродов, находящихся в морской воде, была покрыта изолирующим составом. И даже в этих условиях КПД передачи энергии достигал не менее 90%.

Исследовательская группа считает, что полученные результаты позволят роботам передавать данные и заряжаться в морской воде без значительных изменений в их существующей конструкции.

Связанная статья журнала IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques:

https://doi.org/10.1109/TMTT.2020.3041245

Источник: Tech Xplore