Могут ли электронные устройства заряжаться без подключения к источнику электричества

Вопрос

Электронные устройства могут заряжать свои батареи различными способами без подключения к источнику электроэнергии.. Общим для всех различных методов является то, что они поглощают энергию, находящуюся в какой-либо другой форме. (высокая температура, свет, колебания, радиоволны, и т.п.) из внешней среды, а затем преобразовывать энергию в электрохимическую энергию, которая сохраняется в аккумуляторах устройства.. Хотя такие методы являются научно обоснованными и уже успешно продемонстрированы, энергии, полученной из внешней среды, часто недостаточно, чтобы быть практически полезной. В настоящее время проводятся интенсивные исследования, чтобы сделать захват энергии более эффективным., и в этой области начинают достигаться прорывы. Многие телефоны уже доступны с беспроводной зарядкой.. Давайте посмотрим на основные виды энергии, которые устройство может использовать для зарядки без подключения к сети..

солнечные панели

Солнечные панели способны улавливать энергию солнечного света и заряжать батареи.. Миниатюрные солнечные панели позволяют заряжать портативные электронные устройства без необходимости подключать их к стене.. Изображение в общественном достоянии, источник: НАСА.

Солнечная энергия
Самым старым методом улавливания энергии, используемым в электронных устройствах, скорее всего, является улавливание солнечной энергии с помощью солнечного элемента.. Небольшие калькуляторы, в которых для питания используются солнечные батареи, существуют уже несколько десятилетий.. Солнечные батареи (фотовольтаика) поглощать обычный свет и преобразовывать его непосредственно в электричество, используя слои полупроводников.. Хотя фотоэлектрическая энергетика на данный момент хорошо изучена и коммерчески признана., Есть несколько недостатков в использовании фотогальваники для подзарядки портативного электронного устройства.. Основным недостатком фотоэлектрических систем является то, что процесс преобразования света в электричество неэффективен.. Однако в последнее время были достигнуты успехи, которые повысили эффективность., и продолжаются интенсивные исследования для дальнейшего повышения эффективности. Другим недостатком является то, что для типичных уровней освещенности, Свет изначально не содержит столько энергии. Для традиционных солнечных элементов, обеспечивающих разумную выходную мощность, они должны быть большого размера, находиться под прямыми солнечными лучами в течение длительного времени, и ориентирован на солнце. Ни одно из этих условий не является практичным для мобильного телефона, который вы держите в кармане или в руке большую часть дня..

Вибрационная/кинетическая энергия
Всякий раз, когда объект движется или вибрирует, он содержит кинетическую энергию. Если движение объекта остановлено правильно, эта кинетическая энергия может быть преобразована в электричество вместо обычного отходящего тепла.. Гибридные автомобили используют эту концепцию, чтобы возвращать электричество в аккумуляторы каждый раз, когда вы нажимаете на тормоз.. Кинетическая энергия движущегося вперед автомобиля преобразуется в электрическую энергию с помощью генератора на колесах., вместо того, чтобы энергия превращалась в отходящее тепло в тормозных колодках. Для портативного устройства, наиболее значительная кинетическая энергия, к которой оно имеет доступ, — это регулярные удары и толчки, которые испытывает устройство, когда вы ходите и носите устройство в кармане.. Продолжаются исследования, направленные на то, чтобы сделать улавливание кинетической энергии практичным и эффективным.. Например, Чжун Линь Ван и Цзиньхуэй Сун продемонстрировали преобразование колебательной энергии в электрическую с помощью массивов пьезоэлектрических нанопроволок.. Пьезоэлектрические кристаллы обладают интересным свойством: при их сжатии, они производят небольшое количество электроэнергии. типично, количество энергии, улавливаемой за счет пьезоэлектрического эффекта, слишком мало для питания устройства, но недавние достижения в области наноструктур повышают их эффективность..

Тепловая энергия
Окружающее тепло в естественной среде можно улавливать и преобразовывать в электричество.. Есть много способов сделать это, но основная концепция состоит в том, чтобы направить случайное тепловое движение ионов или электронов в более упорядоченное движение заряда., что представляет собой электрический ток. Это воронкование часто достигается путем наслаивания различных материалов с разными тепловыми и электрическими свойствами.. Например, исследователи Гоань Тай, Зихань Сюй, и Цзиньсун Лю недавно продемонстрировали преобразование тепла в электричество с помощью ионного слоя, который образуется между кремнием и медью.(II) раствор хлорида.

Радиоволны и электромагнитная индукция
Все электромагнитные волны несут энергию. типично, окружающие нас радиоволны достаточно сильны, чтобы передавать сигнал (например сигнал сотового телефона), но слишком слаб, чтобы обеспечить значительную мощность устройства. Используя более интенсивные радиоволны, энергия может передаваться по беспроводной сети на значительные уровни мощности на устройство. Никола Тесла известен своими новаторскими исследованиями в области беспроводной передачи энергии в 1890-х годах.. В таком подходе, окружающие радиоволны от скал, деревья, звезды, и т. д. недостаточно сильны, чтобы обеспечить власть. Вместо, для создания интенсивных радиоволн необходим специальный передатчик энергии, что можно считать недостатком. более того, если используется простой настольный радиопередатчик, заряжаемое устройство должно находиться в том же здании, что и передатчик, чтобы эффективно улавливать электромагнитную энергию.. Возможно, это не является серьезным ограничением, поскольку беспроводная связь сигнал передатчики, такие как WIFI-маршрутизаторы и вышки сотовой связи, уже становятся достаточно распространенными, чтобы обеспечить подключение к Интернету с небольшими пробелами.. Беспроводная связь сила передающее оборудование может быть встроено в существующую беспроводную сеть. сигнал инфраструктура передачи. Потому что беспроводные передатчики энергии нужно просто подключить к источнику питания, а не к Интернету., их можно было бы даже установить в автомобили, лодки, и в отдаленных районах. Обратите внимание, что существует принципиальная разница между радиоволнами и электромагнитной индукцией.. Радиоволны — это самораспространяющиеся бегущие волны в электромагнитном поле.. По сравнению, индукционные эффекты — это более локализованные электромагнитные помехи, которые не колеблются, но все равно несет энергию. С технологической точки зрения, передача радиоволновой энергии и передача индукционной энергии - это практически одно и то же.. Методы радиоволновой/индуктивной зарядки уже используются в нескольких коммерческих продуктах., например Google Nexus 4 телефон и Nokia Lumia 920 телефон.

кредит:HTTPS://wtamu.edu/~cbaird/sq/2013/10/17/могут-электронные-устройства-заряжаться-без-подключения-к-источнику-электричества/

Оставьте ответ