Nikola Tesla: Το δίκτυο 5G θα μπορούσε να πραγματοποιήσει το όνειρό του για ασύρματη ηλεκτρική ενέργεια

Νίκολα Τέσλα

Εικόνα μέσω Wallsdesk

Αυτό το άρθρο σχετικά με τη Nikola Tesla και τον ασύρματο ηλεκτρισμό δημοσιεύεται εδώ με άδεια από Η συζήτηση . Αυτό το περιεχόμενο κοινοποιείται εδώ επειδή το θέμα μπορεί να ενδιαφέρει τους αναγνώστες του Snopes, ωστόσο, δεν αντιπροσωπεύει το έργο των ελεγκτών ή των επιμελητών Snopes.


Στο απόγειο της καριέρας του, ο πρωτοπόρος ηλεκτρολόγος μηχανικός Νικόλα Τέσλα έγινε εμμονή με μια ιδέα. Θεώρησε ότι η ηλεκτρική ενέργεια θα μπορούσε να μεταδίδεται ασύρματα μέσω του αέρα σε μεγάλες αποστάσεις - είτε μέσω μιας σειράς στρατηγικά τοποθετημένων πύργων, είτε μέσω ενός συστήματος αιωρούμενων μπαλονιών.



Τα πράγματα δεν πήγαινα στο σχέδιο , και οι φιλοδοξίες της Tesla για μια ασύρματη παγκόσμια παροχή ηλεκτρικού ρεύματος δεν πραγματοποιήθηκαν ποτέ. Όμως η ίδια η θεωρία δεν διαψεύστηκε: θα απαιτούσε απλώς μια εξαιρετική δύναμη, μεγάλο μέρος της οποίας θα είχε χαθεί.

Τώρα, ένα ερευνητικό έγγραφο πρότεινε ότι οι αρχιτέκτονες του δικτύου 5G μπορεί να έχουν κατασκευάσει ακούσια αυτό που ο Tesla απέτυχε να κατασκευάσει στα τέλη του εικοστού αιώνα: ένα «ασύρματο δίκτυο ισχύος» που θα μπορούσε να προσαρμοστεί για να φορτίζει ή να τροφοδοτεί μικρές συσκευές ενσωματωμένες σε αυτοκίνητα, σπίτια, χώρους εργασίας και εργοστάσια.

Επειδή το 5G βασίζεται σε ένα πυκνό δίκτυο ιστών και μια ισχυρή σειρά κεραιών, είναι πιθανό η ίδια υποδομή, με κάποιες τροποποιήσεις, να μπορεί να μεταδίδει ισχύ σε μικρές συσκευές. Ωστόσο, η μετάδοση θα υποφέρει από το βασικό μειονέκτημα των πύργων της Tesla: υψηλή ενεργειακή σπατάλη, η οποία μπορεί να είναι δύσκολο να δικαιολογηθεί δεδομένου του επείγοντος της κλιματικής κρίσης.

Δίκτυα 5G

Μια ασπρόμαυρη φωτογραφία ενός πύργου ηλεκτρικής ενέργειας

Ένας από τους πύργους του Tesla, φωτογραφήθηκε το 1904.
Wikimedia

Πριν από δεκαετίες, ανακαλύφθηκε ότι μια σφιχτά εστιασμένη ραδιο δέσμη μπορεί να μεταδώσει ισχύ σε σχετικά μεγάλες αποστάσεις χωρίς να χρησιμοποιήσει ένα καλώδιο για να φέρει το φορτίο. Η ίδια τεχνολογία χρησιμοποιείται τώρα στο 5G δίκτυο : η τελευταία γενιά τεχνολογίας που δέχεται σύνδεση στο Διαδίκτυο στο τηλέφωνό σας, μέσω ραδιοκυμάτων που μεταδίδονται από τοπική κεραία.

Αυτή η τεχνολογία 5G στοχεύει να παρέχει ένα 1.000 φορές αύξηση χωρητικότητας κατά την τελευταία γενιά, 4G, για να μπορούν να συνδεθούν έως και ένα εκατομμύριο χρήστες ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο - καθιστώντας εκείνες τις στιγμές που αναζητούν σήμα σε μουσικά φεστιβάλ ή αθλητικές εκδηλώσεις κάτι παρελθόν

Για να υποστηρίξει αυτές τις αναβαθμίσεις, το 5G χρησιμοποιεί κάποια μαγική μηχανική και αυτή η μαγεία διατίθεται σε τρία μέρη: πολύ πυκνά δίκτυα με πολλούς περισσότερους ιστούς, ειδική τεχνολογία κεραίας και τη συμπερίληψη κύμα χιλιοστών (mmWave) μετάδοση παράλληλα με πιο παραδοσιακές ζώνες.

Το τελευταίο από αυτά, το mmWave, ανοίγει πολύ περισσότερο εύρος ζώνης με κόστος μικρότερων αποστάσεων μετάδοσης. Για λόγους περιβάλλοντος, οι περισσότεροι δρομολογητές WiFi λειτουργούν στη ζώνη 2GHz. Εάν ο δρομολογητής σας έχει επιλογή 5GHz, θα έχετε παρατηρήσει ότι οι ταινίες ρέουν πιο ομαλά - αλλά πρέπει να είστε πιο κοντά στον δρομολογητή σας για να λειτουργήσει.

Αυξήστε περαιτέρω τη συχνότητα (όπως mmWave, που λειτουργεί στα 30GHz ή περισσότερο) και βλέπετε ακόμη μεγαλύτερες βελτιώσεις στο εύρος ζώνης - αλλά πρέπει να είστε πιο κοντά στον σταθμό βάσης για να αποκτήσετε πρόσβαση σε αυτό. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ιστοί 5G είναι πιο πυκνά ομαδοποιημένα από ιστούς 4G.

Μονάδα κεραίας 5G σε ιστό

Οι ιστοί 5G είναι πιο πυκνά συγκεντρωμένοι από τους προκατόχους τους.
Λίσιτς / Σάττερκοκ

Το τελευταίο κομμάτι της μαγείας είναι να προσθέσετε πολλές περισσότερες κεραίες - μεταξύ 128 και 1.024 σε σύγκριση με έναν πολύ μικρότερο αριθμό (μόνο δύο σε ορισμένες περιπτώσεις) για 4G. Οι πολλαπλές κεραίες επιτρέπουν στους ιστούς να σχηματίζουν εκατοντάδες δοκούς τύπου μολυβιού που στοχεύουν συγκεκριμένες συσκευές, παρέχοντας αποτελεσματικό και αξιόπιστο διαδίκτυο στο τηλέφωνό σας εν κινήσει.

Αυτά τυχαίνει να είναι τα ίδια ακατέργαστα συστατικά που χρειάζονται για τη δημιουργία ασύρματου δικτύου τροφοδοσίας. Η αυξημένη πυκνότητα δικτύου είναι ιδιαίτερα σημαντική, διότι ανοίγει τη δυνατότητα χρήσης ζωνών mmWave για τη μετάδοση διαφορετικών ραδιοκυμάτων που μπορούν να μεταφέρουν τόσο σύνδεση στο Διαδίκτυο όσο και ηλεκτρική ενέργεια.

Πειραματιστείτε με ισχύ 5G

ο πειράματα χρησιμοποίησε νέους τύπους κεραιών για τη διευκόλυνση της ασύρματης φόρτισης. Στο εργαστήριο, οι ερευνητές μπόρεσαν να εκπέμψουν ισχύ 5G σε σχετικά μικρή απόσταση μόλις πάνω από 2 μέτρα, αλλά αναμένουν ότι μια μελλοντική έκδοση της συσκευής τους θα είναι σε θέση να εκπέμπει 6μW (6 εκατομμύρια εκατομμυρίων watt) σε απόσταση 180 μέτρα.

Για να το θέσουμε αυτό στο πλαίσιο, οι κοινές συσκευές Internet of Things (IoT) καταναλώνουν γύρω 5μW - αλλά μόνο όταν βρίσκονται στη βαθύτερη κατάσταση ύπνου. Φυσικά, οι συσκευές IoT θα απαιτούν λιγότερη ισχύ για να λειτουργούν καθώς αναπτύσσονται έξυπνοι αλγόριθμοι και αναπτύσσονται πιο αποδοτικά ηλεκτρονικά, αλλά 6μW εξακολουθεί να είναι μια πολύ μικρή ποσότητα ισχύος.

Αυτό σημαίνει, προς το παρόν τουλάχιστον, ότι η ασύρματη ισχύς 5G είναι απίθανο να είναι πρακτική για τη φόρτιση του κινητού σας τηλεφώνου καθώς προχωράτε την ημέρα σας. Αλλά θα μπορούσε να φορτίσει ή να τροφοδοτήσει Συσκευές IoT , όπως αισθητήρες και συναγερμούς, που είναι αναμένεται να διαδοθεί στο μέλλον.

Στα εργοστάσια, για παράδειγμα, εκατοντάδες αισθητήρες IoT είναι πιθανό να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση των συνθηκών στις αποθήκες, για την πρόβλεψη βλαβών σε μηχανήματα ή για την παρακολούθηση της κίνησης ανταλλακτικών κατά μήκος μιας γραμμής παραγωγής. Η δυνατότητα άμεσης μετάδοσης ισχύος σε αυτές τις συσκευές IoT θα ενθαρρύνει τη μετάβαση στο πολύ πιο αποτελεσματική πρακτικές κατασκευής.

Προβλήματα οδοντοφυΐας

Αλλά θα υπάρξουν προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν πριν από τότε. Για την παροχή ασύρματης ισχύος, οι ιστοί 5G θα καταναλώνουν περίπου 31kW ενέργειας - ισοδύναμο με 10 βραστήρες βραστό νερό συνεχώς.

Αν και ανησυχεί ότι η τεχνολογία 5G μπορεί να προκαλέσει καρκίνο υπήρξε ευρέως αποθαρρύνονται από τους επιστήμονες , αυτή η ποσότητα ισχύος που προέρχεται από ιστούς μπορεί να είναι μη ασφαλής. ΕΝΑ πρόχειρος υπολογισμός προτείνει ότι οι χρήστες θα πρέπει να κρατηθούν τουλάχιστον 16 μέτρα μακριά από τους ιστούς για να συμμορφωθούν με την ασφάλεια Κανονισμοί ορίζεται από την Ομοσπονδιακή Επιτροπή Επικοινωνιών των ΗΠΑ.

Ωστόσο, αυτή η τεχνολογία είναι στα σπάργανα. Είναι σίγουρα πιθανό ότι μελλοντικές προσεγγίσεις, όπως η νέα κεραία με στενότερα και πιο στοχευμένα δοκάρια, θα μπορούσαν να μειώσουν σημαντικά την απαιτούμενη ενέργεια - και σπατάλη - από κάθε ιστό.

Προς το παρόν, το προτεινόμενο σύστημα θυμίζει μάλλον το φανταστικό « Γουόνκαβιτς 'Στο Charlie και στο Εργοστάσιο Σοκολάτας του Roald Dahl, το οποίο πέτυχε το κατόρθωμα να μεταδίδει ζαχαροπλαστική σε τηλεοράσεις - αλλά έπρεπε να χρησιμοποιήσει ένα τεράστιο κομμάτι σοκολάτας για να παράγει ένα πολύ μικρότερο στο άλλο άκρο.

Επειδή θα καταναλώσει μεγάλη ποσότητα ενέργειας σε σύγκριση με την ισχύ που θα παρέχει σε συσκευές, η ασύρματη ισχύς 5G είναι προς το παρόν κερδοσκοπική. Αλλά αν οι μηχανικοί μπορούν να βρουν πιο αποτελεσματικούς τρόπους για να μεταδώσουν ηλεκτρική ενέργεια μέσω του αέρα, είναι πιθανό το όνειρο της ασύρματης ισχύος του Νικόλα Τέσλα να πραγματοποιηθεί - πάνω από 100 χρόνια από την αποτυχία των προσπαθειών του.


Έλενα Γκάουρα , Αναπληρωτής Κοσμήτορας Έρευνας, Πανεπιστήμιο Κόβεντρυ και Τζέιμς Πίτερ Μπρούσεϊ , Καθηγητής Επιστήμης Υπολογιστών, Πανεπιστήμιο Κόβεντρυ

Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε ξανά από Η συζήτηση με άδεια Creative Commons. Διαβάστε το πρωτότυπο άρθρο .

Ενδιαφέροντα Άρθρα