Идея Теслы «раздавать» энергию буквально из воздуха может стать реальностью. Мы уже привыкли, что интернет «летает», музыка передается по Bluetooth, а связь – через спутники. И только электричество упрямо остаётся «в проводе». Возникает вопрос: реально ли когда-нибудь жить без розеток, где энергия будет доступна так же свободно, как Wi-Fi? Давайте разбираться вместе.
Почему мечта Тесла, так и осталась мечтой?
Никола Тесла представлял себе мир, где энергия передаётся так же свободно, как радиосигнал. Он строил башни (например, знаменитую Wardenclyffe Tower) и считал, что с их помощью можно будет «закачать» электричество в ионосферу, а затем любой человек на Земле сможет поставить антенну и «ловить» его, как радиоволны.
Его амбициозный проект «Всемирная беспроводная система», где он хотел раздавать электричество всему человечеству бесплатно, звучит красиво и даже похож на магию, но... в реальности в этой идее были фундаментальные проблемы:
Проблема 1. Энергия расходится во все стороны
Тесла думал по аналогии с радиостанцией: «Если радиоволны долетают до любого приёмника, значит и энергия сможет». Но... разница в том, что радиосигнал несёт крошечную мощность (милливатты), а электричество для работы приборов требует в миллионы раз больше.
Кроме того, энергия разлетается во все стороны (как свет от лампочки) и чтобы «накормить» электричеством один город, пришлось бы тратить огромное количество энергии, ведь почти всё – 99,999% – уходило бы впустую в космос.
Представьте, что вы хотите напоить человека в пустыне, но... вместо того чтобы дать ему кружку воды, вы сбрасываете в океан безумно громадный камень, чтобы часть капель долетело до этого человека. Да, он напьётся, но потери будут чудовищными.
Проблема 2. Ионосфера – не аккумулятор
Никола Тесла надеялся использовать ионосферу (слой заряженных частиц в верхней атмосфере) как «резонатор», который будет распространять энергию по всей планете. Но... ионосфера нестабильна: её состояние меняется от времени суток, солнечной активности, магнитных бурь. Нельзя рассчитывать на неё как на «провод» или «батарею».
Проблема 3. Опасность для живого и техники
Чтобы передавать ощутимые объёмы энергии через воздух, нужно создавать поля с огромной мощностью. Это значит:
- перегрев атмосферы;
- вредное воздействие на животных и людей;
- помехи для радио и электрических систем.
Если бы идея Теслы заработала, в зоне «раздачи» электричества было бы небезопасно находиться.
Проблема 4. Невозможность фокусировки
Современные технологии беспроводной энергии работают за счёт узконаправленных лучей (микроволновых или лазерных). Тесла же представлял себе всенаправленное излучение – энергия рассеивается по сфере. Фокусировать её без современных технологий он, к сожалению, не мог.
Как это работает сейчас
Современные инженеры поняли: лучше не «разливать» энергию повсюду, а «стрелять» ею точно в цель. Сегодня они работают с лучевой передачей (power beaming): энергия идёт от источника к приёмнику по узкому каналу, где потери минимальны. Например, японские космические солнечные электростанции действительно имеют шанс на успех, а мечта Теслы так и осталась мечтой.
Теперь о уже существующих беспроводных технологиях:
- микроволны – проверенный способ. Работает на десятки километров. КПД доходит до 95% – звучит круто. Но есть минус: для приёма энергии с космоса понадобится антенна размером с футбольное поле. Не очень удобно поставить такую у себя во дворе;
- лазеры настоящие «снайперы» – могут передавать энергию на маленький приёмник даже с огромного расстояния. Отлично для спутников и космоса. Но есть ахиллесова пята: облака и дождь не дадут работать лазеру;
- радиоволны миллиметрового диапазона – это золотая середина. Можно питать дроны, датчики или даже роботакси прямо в городе. Представьте, беспилотное такси катается весь день и не заезжает на «заправку».
А пока города выглядят так:
А почему же раньше не сделали?
Вы спросите: «Почему это возможно стало только сейчас?». Идею Тесла нет-нет да и пытались воплотить в жизнь. Ещё в 1960-х инженеры запускали вертолёты, которые питались от микроволнового луча. Но... тогда оборудование стоило как космодром, и было слишком сырым.
Сегодня ситуация другая:
- Технологии подешевели. Лазеры, транзисторы, солнечные панели – всё массовое и надёжное.
- Мир электрифицируется. Огромные карьерные самосвалы или буровые платформы нуждаются в зарядке, а тянуть кабель – дорого и неудобно.
- Интернет вещей. Миллиарды датчиков в городах и на заводах. Менять батарейки у каждого – кошмар. А тут им можно давать энергию из воздуха, как «энергетический Wi-Fi».
Сначала таким беспроводным электричеством воспользуются военные, например, дроны-разведчики смогут летать неделями, получая питание с земли.
Потом идея перейдет на бытовые мелочи, например, электронные ценники в магазинах, которые не надо заряжать. Затем энергетика станет доступна в удалённых деревнях, на островах или научных станциях.
Возможно установят огромные солнечные электростанции на орбите, которые будут «стрелять» энергией прямо на Землю.
Вместо заключения
Сегодня разговор о беспроводном электричестве звучит уже не как: «А вдруг получится?», а как: «А когда мы это сделаем?». Да, мы всё ещё зависим от проводов, но шаг за шагом двигаемся к тому будущему, где энергия будет передаваться «по воздуху», как интернет. Правда, не бесплатно, как мечтал Тесла.
Интересные статьи про Теслу:
А вот интересно про электричество:
А вы как думаете: в ближайшие десятилетия беспроводная энергия станет для нас такой же привычной, как Wi-Fi?
Благодарю, что дочитали до конца. Лайк – лучшее спасибо мне!