`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

BEST CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Бесконтактная высокопроизводительная передача энергии

+33
голоса

Команда под руководством Кристофа Утшика (Christoph Utschick) и проф. Рудольфа Гросса (Rudolf Gross), физиков из Технического университета Мюнхена (TUM), разработала катушку со сверхпроводящими проводами, способную передавать мощность в диапазоне более 5 кВт бесконтактно и с небольшими потерями. Широкая область возможных применений включает автономные промышленные роботы, медицинское оборудование, транспортные средства и даже самолеты.

Бесконтактная передача энергии уже зарекомендовала себя как ключевая технология, когда дело доходит до зарядки небольших устройств, таких как мобильные телефоны и электрические зубные щетки. Пользователи также хотели бы, чтобы бесконтактная зарядка была доступна для более крупных электрических машин, таких как промышленные роботы, медицинское оборудование и электромобили.

Такие устройства можно ставить на зарядную станцию, когда они не используются. Это позволит эффективно использовать даже короткие периоды простоя для подзарядки батарей. Однако доступные в настоящее время системы передачи энергии для высокопроизводительной подзарядки в диапазоне киловатт и выше являются большими и тяжелыми, поскольку они основаны на медных катушках.

Работая в партнерстве с компаниями Würth Elektronik eiSos и специалистом по сверхпроводящим покрытиям Theva Dünnschichttechnik, команде физиков во главе с Кристофом Утшиком и Рудольфом Гроссом удалось создать катушку со сверхпроводящими проводами, способную бесконтактно передавать энергию более пяти киловатт (кВт) и без значительных потерь.

Это означало, что исследователям пришлось преодолеть трудности. Незначительные потери переменного тока также возникают в сверхпроводящих передающих катушках. Эти потери растут по мере увеличения характеристик передачи, что имеет решающее влияние: температура поверхности сверхпроводящих проводов повышается, и сверхпроводимость разрушается.

Исследователи разработали особую конструкцию катушки, в которой отдельные обмотки катушки отделены друг от друга прокладками. «Этот трюк значительно снижает потери переменного тока в катушке, - говорит Кристоф Утшик. - В результате возможна передача энергии в диапазоне киловатт».

Команда выбрала диаметр катушки для своего прототипа, что привело к более высокой удельной мощности, чем это возможно в коммерчески доступных системах. «Основная идея сверхпроводящих катушек состоит в том, чтобы достичь минимально возможного сопротивления переменному току в пределах минимально возможного пространства обмотки и, таким образом, компенсировать уменьшенную геометрическую связь», - говорит Утшик.

Это призвало исследователей разрешить фундаментальный конфликт. Если бы они сделали расстояние между обмотками сверхпроводящей катушки небольшим, катушка была бы очень компактной, но возникла бы опасность коллапса сверхпроводимости во время работы. С другой стороны, большее разделение приведет к более низкой плотности мощности.

«Мы оптимизировали расстояние между отдельными обмотками с помощью аналитического и численного моделирования, - отметил Утшик. - Расстояние примерно равно половине ширины ленточного проводника». Теперь исследователи хотят работать над дальнейшим увеличением передаваемой мощности.

Если они добьются успеха, откроются двери для большого количества очень интересных областей применения, например, использования в промышленной робототехнике, автономных транспортных средствах и высокотехнологичном медицинском оборудовании. Утшик даже представляет себе электрические гоночные автомобили, которые можно динамически заряжать на гоночной трассе, а также автономные электрические летательные аппараты.

Однако широкое применение системы все еще сталкивается с препятствиями. Змеевики требуют постоянного охлаждения жидким азотом, а используемые охлаждающие сосуды не могут быть металлическими. В противном случае стенки металлических сосудов сильно нагреваются в магнитном поле, как горшок на индукционной плите.

«Пока в продаже нет нужного криостата. Это потребует значительных усилий по дальнейшему развитию, - говорит Рудольф Гросс, профессор технической физики Мюнхенского технического университета и директор Института Вальтера-Мейснера Баварской академии естественных и гуманитарных наук. Но достигнутые к настоящему времени результаты представляют собой большой прогресс в области бесконтактной передачи энергии на высоких уровнях мощности».

Бесконтактная высокопроизводительная передача энергии

Группа физиков под руководством Кристофа Утшика и д-ра Рудольфа Гросса из Технического университета Мюнхена (TUM) разработала катушку из сверхпроводящих проводов, которая может бесконтактно передавать мощность более 5 кВт без больших потерь

Замовлення хмари в декілька кліків. UCloud запустив хмарний чат бот!

+33
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT