Nem varázslat! – energia vezeték nélkül

A következő évtizedekben olyan jelentős tudományos-technikai áttörések várhatók, melyek valószínűleg megváltoztatják hétköznapjainkat. Most nem az olyan látványos csodákra gondolunk, mint a repülő autó, a nyílt tengerre épült város vagy a Marsra eljutó és visszatérő űrhajó. A kutatók ugyanis az elmúlt évek során egy cseppet sem látványos, ám annál fontosabb újítás kifejlesztésén dolgoztak. Azért kísérleteznek, hogy lehetővé váljon kábelek vagy vezetékek nélkül energiát eljuttatni a különféle készülékekbe. A jelenlegi kísérletek során elektromos, mágneses vagy elektromágneses mezőket használnak. Ott érdemes ilyen eljárásokat alkalmazni, ahol zavaró vagy veszélyes lenne a vezetékek használata. Egyes tudósok mikrohullámmal vagy lézersugárral próbálkoznak. Bár ez utóbbiakkal nagyobb távolságot lehet áthidalni, fontos, hogy a sugárnyalábot pontosan a vevőegységre irányítsák.

Régi álom

Száz évvel ezelőtt megváltozott a magyar táj. A fejlődés világos jele volt, amikor először vasúti síneket fektettek le az építők, majd egyre több helyen került kőburkolat az utakra, és a mellettük felállított oszlopokra felszerelték a távíró és a telefon vezetékét. Az oszlopok és a vezetékek azóta mindennapjaink elengedhetetlen részeivé váltak. Történelmi fontosságú esemény volt, ahogy a magyar falvakban felragyogott az első villanykörte, örökre száműzve az éjszaka sötétjét. Mások viszont azt mondták, a vezetékek meg az oszlopok elcsúfítják a tájat. Mindezekről azonban mégsem lehet lemondani. A mai háztartásokban – a legtávolabbi tanyán ugyanúgy, mint a fővárosi kerületekben – elengedhetetlenül szükség van az elektromosságra.

Mint az élet sok más területén, az elektromosság fontosságára is gyakran csak akkor figyelünk fel, ha átmenetileg megfosztanak minket tőle. Ilyenkor, a zord téli időben megtörténhet, hogy a légvezetékek nem bírják el a rengeteg hó vagy jég súlyát, és leszakadnak. Napokba és a villamossági szakemberek megfeszített munkájába kerül, míg az elsötétült falvakban, kisvárosokban újra felragyoghat a villanykörték fénye. Mennyivel egyszerűbb volna a helyzet, ha az elektromosság hosszú kábelek nélkül is célba jutna? Ezzel az elképzeléssel nagyjából azóta foglalkoznak a tudósok, hogy a gőzmozdonyok sínjei behálózták a világ fejlett országait.

Puskás Tivadar kollégája

A 19. század legvégén komoly kutató- és fejlesztőmunka folyt az USA-ban. Ott tevékenykedett a korszak két meghatározó fontosságú feltalálója. Thomas Edisont ugyanúgy foglalkoztatta a kontinensnyi méretű ország ellátása elektromos árammal, mint Nikola Teslát.

Mindketten sokat kísérleteztek azzal, hogy kiküszöböljék a drága és nem túl hatékony fémkábelek hálózatát. Tesla nevét is a számos újítása tette világhírűvé, élete során 146 szabadalmat nyújtott be. 1881-től Budapesten dolgozott Puskás Tivadar mellett. Itt találta fel a világ első hangszóróját.

Később Puskás beajánlotta a Continental Edison céghez, ahonnan az útja egyenesen tovább vezetett Amerikába. 1901-ben azzal lepte meg a közvéleményt, hogy épített egy majdnem harmincméteres antennát. Ezzel akart a vezetékek kiiktatásával áramot eljuttatni a fogyasztókhoz. Úgy gondolta, hogy magát a bolygónkat lehetne vezetőként felhasználni. Leglátványosabb bemutatója során negyven kilométer távolságból látott el energiával kétszáz izzót.

Az első eredmények

Napjainkban a világ számos helyén folyik kutatómunka. Az elmúlt évtizedekben mindenekelőtt amerikai és japán tudósok értek el előrelépést. Az első komolyabb eredményt 2007-ben a Massachusetts Institute of Technology szakembereinek sikerült elérniük. Ideális laboratóriumi körülmények között 40 százalékos hatékonysággal tudtak kétméteres távolságra energiát eljuttatni.
 

A Witricity cég elektromágneses hullámok segítségével juttatja célba az energiát. Képesek árammal ellátni egy kis mobiltelefont, egy közepes laptopot, de akár egy nagy, komoly fogyasztású tévékészüléket is. Az eljárás lényege két, azonos frekvenciára hangolt elektromágneses tekercs. Az egyiket rákötötték a villanyhálózatra, a másikat pedig a feltöltendő készülékben helyezték el. Az eljárás néhány méteres távolságra már működik. A két tekercs között elindul egy elektromágneses nyaláb, ez feszültséget hoz létre a fogadó tekercsben, és ez feltölti az okostelefont vagy a tévét. A módszernek számos alkalmazási területe van. Ha otthonunkban működik egy ilyen központi tekercs, akkor például az okostelefont nem kell töltőbe bedugni, magától feltöltődik, akárhol is van a lakásban!

 

Az elektromos autók térnyerése jelenthet még fontos felhasználási területet. Ezek éjszaka a garázsunkban parkolva maguktól is feltöltődnek a tekercsek segítségével, így nem kell elektromos töltőállomást keresnünk. Az amerikai fejlesztők nagyon fontosnak tartják, hogy az alkalmazott nyaláb a tudomány mai állása szerint semmilyen káros hatással nincs az emberi szervezetre. Úgy megy át rajtunk és a tárgyakon, hogy azt észre sem vesszük.

Környezetkímélő megoldás

A csúcstechnológiás kutatás élvonalához tartozó Japán Űrügynökség is bekapcsolódott a fejlesztésekbe. Rendkívül komoly előrelépésről számolhattak be. Az ő módszerükkel sokkalta nagyobb távolságot sikerült áthidalni. Figyelemreméltó teljesítményt értek el, az áram eljutott egy 55 méternyire lévő készülékbe. 1,8 kilowattnyi árammal nemcsak telefonokat lehet feltölteni, de például egy vízforralót is képes működtetni.

Az Űrügynökség persze nem teát akar főzni. Fontosnak tartják, hogy minden korábbinál erősebb energiakimenet jutott el egy kis célpontba. A továbbfejlesztett módszernek az űrkutatásban lehet nagy jelentősége. Az űrállomások és a mesterséges holdak évtizedek óta növekvő hatékonysággal használják fel a Nap energiáját. Ha sikerül továbbfejleszteni az eljárást, akkor az űrben keringő „energiafarmok” által begyűjtött napenergiát kényelmesen, elegánsan és hatékonyan lehet lejuttatni bolygónk felszínére. Az eljárás további előnye, hogy csupán minimális mértékben terheli meg a környezetünket.

Hazai fejlesztések

Magyarországon is komoly kutatások folynak, hogy hazánk is bekapcsolódhasson a vezeték nélküli energiaátvitelbe. A Szegedi Egyetem, a Budapesti Műszaki Egyetem és a Szent István Egyetem kutatói mellett magáncégek is foglalkoznak a kérdéssel. A Gazdaságfejlesztési Operatív Program komoly összegeket szánt az új típusú energiaátvitel megvalósítására. A magyar WBSnet szoftver- és hardverfejlesztő cég szakemberei arra számítanak, hogy a közeli jövőben robbanásszerűen elterjed ez a technológia, és meghatározza az informatikai piacot.

A mobiltelefonok feltöltésére használt vezeték nélküli eljárások ma már hetven százalékos hatékonysággal működnek, de akadnak köztük olyanok is, amelyek állítólag a kilencven százalékot is elérték.

Műszaki cikkeket Hegyvidék kártya kedvezménnyel is vásárolhat: ITT