Революция в науке - беспроводная электроэнергия. Кто первый: США ... или все же СССР?

01.09.2008 Дмитрий Хаб

Американцы трубят на весь мир о своей "гениальной", как всегда, разработке. Неужели они - первые?

Американским ученым удалось успешно протестировать устройство, позволяющее передавать энергию без проводов. Специалисты Массачусетского технологического института сумели заставить гореть лампу накаливания, находящуюся на расстоянии 2 метров от источника энергии.

Теоретические обоснования возможности беспроводной передачи электроэнергии были подготовлены еще в прошлом году, однако продемонстрировать это на практике удалось впервые, отмечает BBCRussian.com. Профессор Моти Сегев из Израильского технологического института назвал результаты "действительно революционными".

Профессор Джон Пендри из лондонского Имперского колледжа полагает, что подобное изобретение вполне могло быть сделано и 10, и 20 лет тому назад. В то же время он считает, что решающую роль сыграло появление в последнее время огромного количества переносных устройств, нуждающихся в постоянной подпитке энергией: " Провод зарядного устройства стал последним звеном в беспроводной цепи, от которого надо избавиться".

Экспериментальное устройство состоит из двух катушек диаметром 60 см с медным проводом, передатчика, подключенного к источнику энергии, и приемника, к которому подсоединена лампа накаливания. Лампа продолжала гореть, даже когда между ней и катушками находились деревянные или металлические предметы, а также электронные устройства. Эффективность передачи энергии при этом составляла около 40%.

В устройстве, которое получило название WiTricity, используется феномен резонанса электромагнитных волн низкой частоты - в данном случае, 10 МГц.

Передача электроэнергии без проводов уже давно привлекает ученых.

Родившийся в XIX веке сербский физик и инженер Никола Тесла выдвинул теорию возможности передачи не только радиоволн, но и электроэнергии на большие расстояния.

В начале XX века он начал строительство в Нью-Йорке лаборатории Wardenclyffe - это была башня высотой примерно 60 метров со стальной шахтой, опущенной на 40 метров в землю. Башню венчал металлический купол диаметром около 20 метров. Однако спонсоры впоследствии отказались от дальнейшего финансирования проекта, и эксперимент не был завершен.

Кроме того, существовали попытки передачи энергии при помощи лазерного луча. Однако в этом случае между предметами не должно быть никаких физических препятствий, что делает эту теорию неприменимой в обычных условиях.

"Теперь наша задача - уменьшить размеры нашего прототипа, увеличить расстояние, на которое передается электроэнергия, и улучшить коэффициент эффективности передачи", - говорит профессор Марин Солячич, руководитель группы ученых, работающих над изобретением.

Ключевые технологии СССР: передача электроэнергии без проводов и по одному проводу.

В советском союзе в 80-е годы инженер Всесоюзного электротехнического института им. В.И.Ленина (ВЭИ) С.В. Авраменко разработал и запатентовал принципиально новый способ передачи электрической энергии, резонансным способом. Особенность способа в том, что большую электрическую мощность можно передавать практически без потерь энергии, либо по одному сверхтонкому проводу, либо вообще без проводов.

В отличие от давних опытов Николы Тесла по однопроводной передаче энергии, С.В. Авраменко в своих схемах не использовал заземление свободного конца провода, без чего не мог обойтись Тесла.

Разработанное инженером полупроводниковое устройство - знаменитая "вилка Авраменко" - позволяет передавать ток через холодную "т.н. реактивную" плазму воздуха, возникающую в разрыве однопроводной линии.

Все электрические схемы были защищены авторскими свидетельствами, а впоследствии, С.В.Авраменко получил зонтичные патенты в США и Европе, что является абсолютным подтверждением приоритета и прав на разработку. European Patent №639301 , European Patent Bulletin 97136 от сентября 1997 года. Патенты РФ № 2108649, № 2100013.

Разработка была подтверждена многочисленными экспериментами, проведёнными в СССР. С.В. Авраменко написал письмо на имя секретаря ЦК КПСС Егора Лигачева, в котором предлагал использовать его изобретение для развития электроснабжения отдаленных потребителей в сельской местности с малыми потерями в линии. Поручение Е. Лигачева разобраться и подготовить предложения через руководителя департамента Минсельхоза М.П. Харина было передано в ВИЭСХ. Создали комиссию Ученого-совета ВИЭСХ. С.В. Авраменко выступил перед комиссией и продемонстрировал работу вентилятора с электромотором и лампочки при передаче электроэнергии по однопроводной линии от сети 220 В, 50 Гц.

Ученые ВИЭСХ одобрили работу С.В. Авраменко и предложили использовать новый метод передачи электрической энергии для электроснабжения сельских районов.

С.В. Авраменко пригласили продолжить работу по резонансной однопроводной электрической системе (РОЭС) в отделе электроснабжения ВИЭСХ, а Академия сельскохозяйственных наук (ВАСХНИЛ) выделила 100000 руб. на изготовление аппаратуры и проведение исследований. На эти средства в ВИЭСХ при участии С.В. Авраменко были изготовлены передающий и приемный блоки резонансной электрической системы, напряжением 10 кВ.

О революционных технологических возможностях разработки С.В. Авраменко и его последователей.

В 90-е годы в ВИЭСХе при помощи установки Авраменко мощностью 100 ватт были проведены испытания однопроводной линии, выполненной из рыболовной лески диаметром 1 мм., на которую была напылена плёнка алюминия толщиной всего 0.4 микрометра. Также использовался провод из ВОЛЬФРАМА ! Толщиной 10 микрометров.

Предлагалось также использовать в качестве однопроводной линии слои воды, земли, оксидных плёнок на стекловолокне, лазерные лучи в атмосфере и многие другие материалы. Патенты РФ № 2158206, № 2172546, № 2143775, № 2161850, № 2183376, № 2191113

В 2001-м году была построена установка для резонансной передачи электроэнергии мощностью 20 киловатт. Резонансная ОЭС успешно прошла испытания, а её технологические решения послужили основой для проектирования РОЭС мощностью 100-1000 кВт.

Представьте себе мощность 1000 кВт, которая передаётся по рыболовной леске, на которую напылено лишь 0.4 мкм алюминия и при передаче не возникает омических потерь!

С точки зрения обычного способа передачи энергии, проводник немедленно взорвётся, но в резонансном способе энергопередачи, так называемые токи сдвига, текут по холодной плазме воздуха, вокруг лески или вокруг лазерного луча, причём, токи сдвига не вызывают сопротивления проводника.

Перспективы РОЭС - огромны! Представьте, себе ракету, электроэнергия на борт которой передаётся с земли по шлейфу микрочастиц истекающих из ракетного двигателя при его работе. Или самолёт, энергия на борт которого передаётся через плазму ионосферы, а потом по лазерному лучу, светящему с борта самолёта в небо. Представьте корабль, двигатель которого работает от энергии передаваемой на борт по слою речной воды. Этот эксперимент уже проведён на моделях (смотри фото). Представьте экономию алюминия и меди при снабжении электричеством крупных городов и экономию самой энергии из-за отсутствия потерь.

Это и есть революционные возможности изобретения С.В.Авраменко, защищённого патентами. К сожалению, С.В.Авраменко скоропостижно скончался 31 марта 2003 года. Коллеги говорят, что он так и не принял идеи перестройки и развития "дикого" капитализма в России. Его преждевременная кончина является немым укором всем нам и следствием бедственного положения российской науки и здравоохранения.

Но жизнь продолжается. Совместно с С.В.Авраменко над резонансными способами передачи электроэнергии работали русские учёные-изобретатели Д.С. Стебков и А.И Некрасов, Ф.С.Бурганов.

В научную группу ВИЭСХ по развитию резонансных методов передачи электроэнергии пришли энтузиасты: радиоинженер А.Н. Кармазин, инженеры-электрики О.А. Рощин, Л.Ю. Юферев, В.З. Трубников, А.Б. Сивцов, Г.С. Ляпин, В.И. Волосатов. Над этими проблемами в ВИЭСХе работают талантливые русские ученые к.т.н. Н.Е. Заев и к.т.н. В.И. Верютин.

Об опытах других авторов можно также найти в Интернете.

В 2004-м году была издана книга "Резонансные методы передачи электрической энергии" Москва 2004. Под редакцией Д.С Стебкова и А.И. Некрасова.