Blog doktora Bota, Blogi

Elektryfikacja bezprzewodowa

Elektryfikacja przewodowa rozpoczęła się ponad sto lat temu, natomiast elektryfikację bezprzewodową dużej mocy rozpoczęliśmy zaledwie dekadę temu.

Opanowanie elektryczności, na dobre zapoczątkowane w 1800 roku przez Alessandro Voltę, było wstępem do elektryfikacji, która wymagała jeszcze kilku wynalazków takich jak żarówka(1879) i prądnica(1831). Początki elektryfikacji przewodowej wiążą się z uruchomieniem w 1882 r. przez Thomasa Edisona pierwszej elektrowni publicznego użytku i koniecznością rozprowadzenia elektryczności do odbiorców. Elektryfikacja miejscowości na skalę masową rozpoczęła się w latach 80. XIX w., a kolei w latach 20. XX w. Pierwsze próby i eksperymenty przeprowadzono w latach 90. XIX w. Pierwszy eksperymentalny tramwaj elektryczny skonstruowany przez Wernera Siemensa uruchomiono w Groß-Lichterfelde (obecnie dzielnica Berlina) w 1881. W 1891 r. uruchomiono liniowy ruch tramwajów elektrycznych na pierwszej sieci w Halle (Saale). Do wybuchu I wojny światowej zelektryfikowano prawie wszystkie istniejące wcześniej sieci tramwajowe. Za pierwszy trolejbus można uznać uruchomiony w 1882 w Berlinie Elektromote. Kolejne konstrukcje były naturalnym kompromisem pomiędzy transportem opartym na sieci elektrycznej (tramwajami) a zbiorową komunikacją opartą na autobusach, wówczas napędzanych relatywnie słabymi silnikami benzynowymi. Do dziś jeszcze w 150. miastach Europy istnieją, a nawet rozwijają się linie trolejbusowe.

Co prawda wynalezione przez Voltę ogniwo elektryczne doprowadziło do budowy mobilnych źródeł energii jednorazowej (baterie elektryczne) i odnawialnej(akumulatory), lecz urządzenia te miały zbyt małą pojemność elektryczną by zasilać przez dłuższy czas urządzenia większej mocy. Stąd niepowodzenie w rozwoju wynalezionych w 1835 samochodów elektrycznych, które w początku XX. wieku zaprzestano produkować jako ustępujące pojazdom spalinowym. Dopiero w 2008 roku wyprodukowany przez TESLA MOTORS roadster zademonstrował, że napęd elektryczny może być równie wydajnym źródłem napędu jak spalinowy jednocześnie będąc po swojej stronie łańcucha energetycznego idealnie czystym ekologicznie. W ten sposób właśnie transport drogowy stał się źródłem inspiracji dla bezprzewodowej elektryfikacji.

Co prawda istnieje wiele eksperymentalnych konstrukcji zasilających silnik pojazdu naziemnego, a nawet latającego z użyciem promieni słonecznych, jednak poważnie stawia się na akumulatory i okresowe uzupełnianie energii przez ładowarki. Stąd są one ważnym elementem bezprzewodowej elektryfikacji pozwalając możliwie szybko doładować akumulator mobilnego urządzenia. Najlepsze w tej chwili rozwiązania dają moc ładowania 400 kW, co pozwala naładować akumulatory samochodu o zasięgu 500km w ciągu zaledwie 15 minut, gdy z typowego gniazdka elektrycznego trwałoby to dwie doby.

Bezprzewodowa elektryfikacja wydaje się w równym stopniu dotyczyć samochodów jak autobusów, zwłaszcza miejskich, gdzie władze są żywotnie zainteresowane ograniczeniem zanieczyszczenia środowiska miejskiego. Trochę mniej widoczna jest w zakresie transportu wodnego, chociaż nie wydaje się trudniejsza w realizacji. Natomiast transport powietrzny napotyka na poważniejsze przeszkody z racji dużej wagi współczesnych akumulatorów. Na razie więc samoloty, a zwłaszcza helikoptery mogą odbywać zaledwie jedno czy dwu godzinne loty.

Innym coraz intensywniej rozwijanym zastosowaniem są magazyny energii wpięte w sieć energetyczną celem zapewnienia ciągłości zasilania w przypadku awarii i równoważenia mocy w okresach zwiększonego i zmniejszonego ładowania. Sprzedaje się urządzenia domowe pozwalające efektywnie wykorzystywać panele słoneczne, a nawet urzędzenia zdolne wesprzeć infrastrukturę całej krajowej czy kontynentalnej sieci. Niedawno TESLA podpisała kontrakt na dostarczenie magazynu energii dla Australii o mocy 100 MW i pojemności 120 MWh. Odpowiada to zapotrzebowaniu na energię równoważną odległości na Księżyc i z powrotem, albo 20. krotnego okrążenia kuli ziemskiej. Dawniej taką energię były w stanie zmagazynować jedynie elektrownie szczytowo-przepompowe, które budowano wydrążając na szczycie góry nieckę celem stworzenia sztucznego jeziora przy założeniu, że na dole jest też jakiś zbiornik wodny. Nowoczesna technologia pozwala inwestycję zrealizować szybciej mniejszym kosztem ekologicznym i nawet ekonomicznym.

Do niedawna za jedyne ekologiczne źródła energii uważano elektrownie wodne i jądrowe. Jednak energetyka wodna w związku z koniecznością szkodliwego dla środowiska spiętrzania rzek, a jądrowa w związku z trudnością utylizacji odpadów promieniotwórczych przestały być uważane za czyste. W zamian zaczęto rozwijać energetykę wiatrową i słoneczną, które są uważane za odnawialne. Technologie te są względem siebie uzupełniające, bo często silne wiatry wykluczają intensywne nasłonecznienie i na odwrót. Firma TESLA zaczęła produkować panele słoneczne w formacie dachówek by estetycznie ukryć szpecącą stylowe budynki elektronikę.

Ostatnio, przeprowadzono również eksperymenty z produkcją energii biologicznej tj. wysokoenergetycznego pożywienia, które mogłoby rozwiązać problem głodu na świecie, zwłaszcza w rejonach z nadmiernym nasłonecznieniem.

Share this Story
Zobacz inne podobne wpisy
  • Elektryfikacja bezprzewodowa

    Elektryfikacja przewodowa rozpoczęła się ponad sto lat temu, natomiast elektryfikację bezprzewodową dużej mocy rozpoczęliśmy zaledwie dekadę temu. Opanowanie elektryczności, na dobre zapoczątkowane ...
  • Karty perforowane miłością

    Czy tchnące kurzem karty perforowane używane w dawno już przestarzałych komputerach mogą być romantyczne? Przeszklone drzwi kryją za sobą surowe pomieszczenie ...
  • Środowiska programowania dla dzieci

    Jeszcze w latach osiemdziesiątych nauką programowania w językach proceduralnych typu FORTRAN, ALGOL 60 czy PASCAL objęci byli wszyscy studenci politechniki. W ...
  • Naręczny tablet z ręcznym ekranem

    Osiem miesięcy temu… Pisałem jaką radość sprawił mi naręczny smartfon: Komórka na rękę Po tym czasie ośmiu miesięcy… muszę przyznać, że ...
  • Praca doktorska – jak ją napisać błyskotliwie ?

    By powstała  praca doktorska nie wystarczy pokazać, że się coś umie lecz wykazać się dokonaniem czegoś nowego, co ma wartość poznawczą. ...
  • Naukowa Gwiazdka w Domu Dziecka

    Wiedza naukowa z trudem przenika przez mury zwykłych mieszkań, a pewnie nie łatwiej jej trafić do domów dziecka. Pomysł jest taki, żeby zaprosić ...
  • Co szybsze? – Mózg czy komputer?

    Nie ma jednoznacznej odpowiedzi na pytanie czy szybsze są komputery czy ludzkie mózgi. Wszystko zależy od tego jakie zadania im stawiamy. ...
  • Księżycowa gospodarka

    Zdaje się, że wreszcie po 45 latach księżycowa perspektywa podboju kosmosu powraca. Zrozumiano, że to nie tylko przystanek w locie na ...
  • Prapoczątki gospodarki elektronicznej

    Za początki gospodarki elektronicznej uważa się rok 1995. Ale czy na pewno przedtem nie było niczego? Jak zaczniemy się cofać to trafimy ...
  • Gimnazjalistka – historyk

    Rozmawiam dzisiaj z Patrycją Wasielewską – gimnazjalistką, której przewodnik po Poznańskim Czerwcu ‘56 zdobył pierwszą nagrodę w konkursie organizowanym przez Instytut ...
  • Zrobili artyści czy inżynierowie?

    Formalnie rzecz biorąc to Marcin i Tomek – przyszli inżynierowie zauważyli i docenili temat dyplomu jaki „wisiał” u mnie od kilku lat. ...
  • Pałac matematyki

    Bez matematyki nie byłoby większości współczesnych nauk. Nawet wiekopomne dzieło Kopernika oparte jest na rozważaniach matematycznych. A jednak ta królowa nauk ...
Zobacz inne wpisy Andrzej P. Urbański
  • Elektryfikacja bezprzewodowa

    Elektryfikacja przewodowa rozpoczęła się ponad sto lat temu, natomiast elektryfikację bezprzewodową dużej mocy rozpoczęliśmy zaledwie dekadę temu. Opanowanie elektryczności, na dobre zapoczątkowane ...
  • Karty perforowane miłością

    Czy tchnące kurzem karty perforowane używane w dawno już przestarzałych komputerach mogą być romantyczne? Przeszklone drzwi kryją za sobą surowe pomieszczenie ...
  • Środowiska programowania dla dzieci

    Jeszcze w latach osiemdziesiątych nauką programowania w językach proceduralnych typu FORTRAN, ALGOL 60 czy PASCAL objęci byli wszyscy studenci politechniki. W ...
  • Naręczny tablet z ręcznym ekranem

    Osiem miesięcy temu… Pisałem jaką radość sprawił mi naręczny smartfon: Komórka na rękę Po tym czasie ośmiu miesięcy… muszę przyznać, że ...
  • Praca doktorska – jak ją napisać błyskotliwie ?

    By powstała  praca doktorska nie wystarczy pokazać, że się coś umie lecz wykazać się dokonaniem czegoś nowego, co ma wartość poznawczą. ...
  • Naukowa Gwiazdka w Domu Dziecka

    Wiedza naukowa z trudem przenika przez mury zwykłych mieszkań, a pewnie nie łatwiej jej trafić do domów dziecka. Pomysł jest taki, żeby zaprosić ...
  • Co szybsze? – Mózg czy komputer?

    Nie ma jednoznacznej odpowiedzi na pytanie czy szybsze są komputery czy ludzkie mózgi. Wszystko zależy od tego jakie zadania im stawiamy. ...
  • Księżycowa gospodarka

    Zdaje się, że wreszcie po 45 latach księżycowa perspektywa podboju kosmosu powraca. Zrozumiano, że to nie tylko przystanek w locie na ...
  • Prapoczątki gospodarki elektronicznej

    Za początki gospodarki elektronicznej uważa się rok 1995. Ale czy na pewno przedtem nie było niczego? Jak zaczniemy się cofać to trafimy ...
  • Zrobili artyści czy inżynierowie?

    Formalnie rzecz biorąc to Marcin i Tomek – przyszli inżynierowie zauważyli i docenili temat dyplomu jaki „wisiał” u mnie od kilku lat. ...
  • Pałac matematyki

    Bez matematyki nie byłoby większości współczesnych nauk. Nawet wiekopomne dzieło Kopernika oparte jest na rozważaniach matematycznych. A jednak ta królowa nauk ...
  • Chiny liczą na potęgę

    Zaprezentowana w roku 1963, maszyna nazwana CDC 6600 w powszechnym mniemaniu uważana jest za pierwszy superkomputer świata, czyli reprezentanta klasy komputerów, ...
Zobacz inne w kategorii Blog doktora Bota

Zobacz

Karty perforowane miłością

Czy tchnące kurzem karty perforowane używane w dawno ...

Inline
Inline