الكهرباء اللاسلكية WiTricity

قام أحد الخبراء والمدراء التنفيذيين في شركة “Witricity” الأميريكية التي تقوم بإجراء أبحاث ودراسات لنقل الطاقة الكهربائية لاسلكياً بالإعلان عن قدرة شركته على إضاءة مصابيح كهربائية تبعد عدة أقدام عن قابس الكهرباء دون الحاجة إلى أسلاك أو بطاريات.
وأضاف أن عملية نقل الطاقة لاسلكياً ستنهي حاجة الناس إلى الأسلاك والبطاريات التي تنفذ وتصبح بلا فائدة. هذا الإبتكار العظيم سيساعد على انتشار السيارات الكهربائية التي سوف تشحن نفسها عندما تدخل مدى يبث به طاقة لاسلكية. الجدير بالذكر أن هذه التقنية التي تعتمد على توليد حقل مغناطيسي ذو تردد معين بحيث تتمكن الأجهزة المزودة بدوائر خاصة من تحويل الأمواج إلى طاقة كهربائية ستغزو العالم خلال سنة ومن المتوقع أن تصبح شائعة خلال 5 سنوات
=======================================
مزيد من المعلومات
=============
إن نقل الكهرباء أو الطاقة لاسلكياً هو عملية بثها من مصدر جهد (استطاعة) إلى حمل كهربائي و بدون وصل أسلاك بين هذين الطرفين ( المصدر و الحمل).
إن البث اللاسلكي للطاقة يكون نموذجياً في حال كان هناك حاجة مستمرة لهذه الطاقة في الحمل لتغذيته و بنفس الوقت فإن تمديد أسلاك لهذا الحمل يكون غير ممكن أو خطير و مؤذي. حيث من تطبيقات هذه التقنية شحن الهواتف النقالة و فرشاة الأسنان الكهربائية و ما شابه من أجهزة عن طريق وضعها بجانب الشاحن المرسل و بدون وصل سلكي بينهما!
إن فوضى أسلاك الكهرباء الموصولة بالكمبيوترات، و الهواتف، و أجهزة التلفاز، و كل ما حولنا من أجهزة كهربائية قد تؤول إلى الزوال—إذ تمكن فريق من الفيزيائيين من معهد ماساتيوستس للتقنية MIT بأمريكا من إجراء تجربة أظهروا فيها إمكانية نقل القدرة بدون أسلاك توصيل و ذلك باستخدام أناتل antennas رنين خاصة. فقد طور الفريق منظومة لإضاءة مصباح (قدرته 60 وات) موضوع على بعد مترين من جهاز إرسال لاسلكي. و زعم الفريق أنه بالإمكان تصغير حجم المنظومة بحيث يصبح بالإمكان استخدامها في الأجهزة المحمولة بدون فقد يذكر في الكفاءة الكهربية. و قد نشر البحث في مجلة العلم (Science.1143254).
إن فكرة نقل القدرة بلا أسلاك ليست مفهوما جديدا—ففي بدايات القرن الماضي (1900م) و قبل أن تطرح شبكات الكهرباء للاستخدام، قام المخترع الصربي تسلا Tesla بتصور حياة قائمة على الأجهزة الكهربية تنتقل فيها القدرة بلا أسلاك و ذلك باستخدام شبكة من "ملفات تسلا" Tesla coils ذات فولطية عالية (فرق جهد عالي). و على الرغم من عدم تبني المجتمع العلمي لفكرته و ذلك لما تحتويه من مخاطر بسبب المجالات الكهربية العالية؛ إلا أن شعلة الاهتمام بنقل القدرة بواسطة الإشعاع الكهرومغناطيسي من أجهزة إرسال خاصة قد عادت للظهور بسبب عدة مقترحات بحثية حديثة واعدة. و لكن –و مع الأسف-، فإن تلك المنظومات التي اعتمدت على فكرة أجهزة إرسال تبث في جميع الاتجاهات قد أظهرت قلة الكفاءة و عدم الجدوى، كذلك فقد تبيّن أن المنظومات التي تعتمد على أجهزة إرسال ذات اتجاه محدد؛ هي غير عملية لمعظم التطبيقات و ذلك لأنها تحتاج إلى منطقة مستقيمة خالية من أي أجسام أو أجهزة بين جهاز الإرسال و الاستقبال.
في (2006)، اقترح فيزيائيون من MIT طريقة لتجنب تلك المشاكل و ذلك بتوظيف الموجات الكهرومغناطيسية اللاإشعاعية (المتلاشية) non-radiative EM wave. و تنشأ هذه الموجات عادة مع الموجات المنبعثة المستخدمة في الاتصالات اللاسلكية wireless communication، إلا أنها تتحلل (تتلاشى) في زمن قصير بعد خروجها من الأنتل antenna.
ترتكز فكرة العالم مارين سولجاسيك Marin Soljacic و زملائه على أنه بحدوث حالة رنين بين جهاز الاستقبال و جهاز الإرسال فإن المجال المتلاشي evanescent field سيقوم بحث تيار كهربي بين الجهازين. و في هذا الحالة، فإن الأجهزة و الأجسام الموضوعة حول ذلك المجال لن تتأثر به لأنها لن تدخل في حالة رنين معه، و بالتالي فإنها لن تقطع الإرسال، و كذلك فهي لن تمتص –إلا النزر اليسير- من طاقة المجال.
لقد وضع Soljacic و زملاؤه فكرتهم النظرية في حيز التطبيق، حيث ابتكروا زوجا من الأناتل النحاسية على شكل حلقي (مثل الخاتم)، و قد وصلوا أحدها بمصدر تيار، بينما اتصل الآخر بمصباح (60 وات) على بعد مترين. و عندما وضعوا المصدر في حالة التشغيل حيث يسري التيار المتردد في الأول، فإن ذلك أدى إلى نشوء مجال مغناطيسي دخل في حالة رنين ازدواجي مع الآخر، و بالتالي أدى إلى نشوء تيار حثي (تأثيري). و على حسب زعم الفريق العلمي فإن ذلك التيار أضاء المصباح بكفاءة نقل مقدارها 40%، كما تنبأت نظريتهم بالضبط.
و على الرغم من أن أقطار الأناتل التي استخدمت في التجربة كانت تزيد قليلا عن نصف المتر، إلا أن الفريق العلمي أكد أنه بالإمكان إعداد نسخا مصغرة من تلك المنظومة بحيث تستخدم للأجهزة المتنقلة (المحمولة)، دون التضحية بالكفاءة. و يجدر بالذكر أن مثل تلك الأجهزة قد تستخدم في تطبيقات لأجهزة طبية و صناعية عديدة.
تاريخ هذه التقنية:
سنسرد فيما يلي التطور التاريخي لهذه التقنية عند الإنسان ليتم بواسطتها معرفتنا لحقيقة التطور فيها و الإمكانيات:
•سنة 1864 قام العالم ماكسويل بوضع نموذج أولي للإشعاع الكهرومغناطيسي.
•سنة 1888 العالم هنري هرتز أكد وجود ما يسمى بالمجال أو الإشعاع الكهرومغناطيسي و اخترع أول مرسل راديوي لهذا الإشعاع.
•سنة 1894 العالم بوز استطاع أن يقوم برن جرس من مسافة تجريبية باستخدامه الموجات الكهرومغناطيسية، مبرهناً أن إشارات البث يمكنها أن ترسل بدون استخدام الأسلاك.
•سنة 1895 العالم بوز استطاع بث إشارات راديوية لمسافة ميل كامل.
•سنة 1897 العالم ماركوني قام بإرسال إشارات مورس لمسافة 6 كيلو متر.
•و في نفس العام قام العالم تسلا مخترع الراديو بتسجيل اختراعه هذا رسمياً.
•في سنة 1901 قام ماركوني ببث و استقبال إشارات راديوية عبر المحيط الأطلسي لأول مرة.
•سنة 1904 تم منح جائزة للمحاولة الناجحة لقيادة محرك هوائي بقدرة 75 واط بواسطة طاقة تم بثها عبر الهواء لمسافة وصلت إلى 30 متر.
•سنة 1926 العالم الياباني أودا و العالم ياغي أصدرا ورقة بحثهم الأولى باختراع مصفوفة الهوائيات التي اشتهرت باسم ياغي فيما بعد.
•سنة 1964 العالم براون قام بعرض نموذج من طائرات الهليكوبتر تم تغذيتها و تسييرها عن طريق موجات الميكروويف و التي استقبلت كل الطاقة اللازمة لها للطيران من شعاع كهرومغناطيسي (مصدر)، و نفس العالم نجح عام 1975 ببث طاقة باستطاعة 30 كيلو واط لمسافة وصلت إلى ميل واحد بنسبة 84% من الكفاءة.
•سنة 1975 قامت شركة جولدستون ديب سبيس تكنولوجيز بعمل تجارب استطاعت فيها بث طاقة لاسلكياً تصل إلى عشرات الكيلو واط!
•سنة 2003 قامت وكالة الفضاء الأمريكية ناسا بتجربة التحكم بنموذج طائرة لاسلكياً بدون مصدر تغذية بداخلها عن طريق طاقة الليزر ( و هي نوع من أنواع الطاقة الكهرومغناطيسية).
•سنة 2007 قامت مجموعة بحث في معهد ماساشوسيست للتقنيات في أمريكا بعرض عملية إضاءة مصباح (لمبة) باستطاعة 60 واط و كفاءة بث 45% لاسلكياً لمسافة 2 متر باستخدام ملفي إرسال ( آنتين) بقطر 60 سنتمتر.
•سنة 2008 استطاعت شركة انتل للحواسب أن تطور تجربة معهد ماساشوسيست للتقنيات أعلاه و حصّلت كفاءة مقدارها 75% لمسافة أقل.
=========================
تبرع لمدينة زويل للعلوم والتكنولوجيا على حساب 10001000 جميع البنوك المصرية
لترى مصر مشاركة بقوة فى هذا التطور العلمى السريع
مصر تستطيع