Thema: Stromversorgung ohne Kabel ...

[SiLæncer]

An einer drahtlosen Stromübertragung, um Notebooks aufzuladen, arbeitet Marin Soljacic vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) zusammen mit Kollegen. Mit ihrer Technik wollen sie ganze Häuser mit einer drahtlosen Stromversorgung abdecken.

Die Erkenntnis, dass sich Energie auch ohne Kabel übertragen lässt, ist nicht neu, entsprechende Beispiele finden sich schon heute in normalen Haushalten, seien es Elektromotoren, Induktionsherde oder die elektrische Zahnbürste, die ohne direkte Verbindung geladen wird.

Zusammen mit seinen Kollegen Aristeidis Karalis und John Joannopoulos setzt Soljacic auf dieses Prinzip der Induktion, um Energie über eine Entfernung von einigen Metern ohne Strahlung zu übertragen. Ein Transmitter erzeugt dazu ein elektromagnetisches Feld, um Geräte mit Energie zu versorgen. Diese müssen speziell dafür ausgelegt sein und mit dem Feld "mitschwingen".

Dabei bewegen sich die Wissenschaftler zwar in einem Bereich der Physik, dessen Gesetze recht gut bekannt sind, der Teufel stecke bei dieser Anwendung aber im Detail, so Soljacic. Es waren einige theoretische Berechnungen und Computersimulationen notwendig, um herauszufinden, wie das Ganze funktionieren könnte.

Dabei entstand letztendlich ein Design, das Energie ohne Strahlung über eine begrenzte Entfernung übertragen kann, abhängig von der Größe der Objekte. Je kleiner ein Empfänger, je kürzer auch die Reichweite des Systems. Das Team um Soljacic geht aber davon aus, dass sich ein Notebook über eine Entfernung von einigen Metern so mit Strom versorgen lässt. Platziert man in jedem Raum einen Sender, so soll sich eine drahtlose Stromversorgung realisieren lassen, die ganze Häuser abdeckt.

Ihre Arbeiten haben Marin Soljacic und seine Kollegen am 14. November 2006 auf dem Industrial Physics Forum des American Institute of Physics in San Francisco vorgestellt.

Quelle : www.golem.de

[Jürgen]

Drahtlose Energie-Übertragung per elektromagnetischem Wechselfeld *), induktiv, aber ohne Strahlung?
Das halte ich für reine Phantasie, vorsichtig formuliert...

*) mit reinen Gleichfeldern lässt sich keine Energie übertragen

Wenn der Ansatz (wieder einmal) bei Resonanz am Empfänger liegt, kann man zwar sowohl das Feld des (vermutlich sonst ungerichteten) Strahlers im Nahbereich einengen, als auch die Absorptions- und Abstrahlungs-Verluste reduzieren, also die sonst übliche Freiraum-Abstrahlung ähnlich wie im Transformator oder Bandfilter stark eingrenzen, aber ohne Feldlinien-Führung durch geschlossene Joche niemals völlig abschaffen.
Und jeder Leistungsabzug des Verbrauchers muss zwingend die Schwingkreisgüte und damit auch die Übertragungseigenschaften verschlechtern.

Auch mit den gewitztesten Schaltungs- und Konstruktions-Tricks können die Grundprinzipien der Elektrodynamik nicht verändern.

Siehe u.a. hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Maxwellsche_Gleichungen

Im Übrigen muss zumindest direkt zwischen Sender und Empfänger in jedem Falle eine sehr hohe Feldstärke erreicht werden.
Da die Technik (auch) in Wohnräumen eingesetzt werden soll, müssen die dafür geltenden Grenzwerte unbedingt eingehalten werden, was die zu übertragende Energie stark begrenzt.
Und ich glaube nicht, dass ich meine besten Teile Feldern aussetzen möchte, die ausreichen, ein modernes Notebook zu laden.
Von Elektrosmog-Geschwafel halte ich nix. Aber unter solchen Umständen würde sich das schnell ändern...

Ach ja, eh' ich's vergesse, zu JEDER Frequenz passt IMMER eine Dipol-Länge.
Das bedeutet, ein Stück Metall in entsprechender Abmessung würde einen guten Teil dieser elektromagnetischen Energie auffangen. Ein Teil davon würde dann immer in Wärme umgesetzt, u.a. durch Wirbelströme und den elektrischen Widerstand.
Je nach Wellenlänge würde also ein künstliches Hüftgelenk, ein Elektrodenkabel eines Schrittmachers, ein Hörgerät, 'ne Zahnplombe, ein Piercing, der Reissverschluss der Büx oder irgendetwas anderes am Körper ungewollt heiss werden können...
(Auch) aus diesem Grunde sind Mikrowellenherde so konstruiert, dass sie mit nicht ganz geschlossener nicht laufen.

Wenn's da 'mal nicht wieder nur um die Gewinnung von Forschungsgeldern und guten Gehältern geht...
Amerikanische Investoren (Heuschrecken) und Sponsoren sind ja i.d.R. ebenso leichtgläubig wie deren derzeit übliche Präsis...

Na denn, viel Spass bei'm fröhlichen Schröpfen 

wünscht der erfahrene Radio- und Fernsehtechniker mit ausgeprägtem grundlagen- und experimentalphysikalischem Hintergrund 

[dancingman]

Also drahtlose Energieübertragung ist in den Forschungszentren schon ziemlich weit fortgeschritten. Auch ich hatte das nicht wirklich geglaubt bis ich es geshen habe. Was ich live gesehen habe war im Forschungszentrum von ABB in Ladenburg. Dort experimentieren sie gerade mit einer drahtlosen Stromversorgung für Sensoren. Man kann sich leicht vorstellen, dass ein Roboter mit drahtlosen Sensoren weniger Ausfälle aufgrund von nicht mehr vorkommenden Kabelbrüchen hat. Die Messwertübertragung findet über eine Bluetooth ähnliche Kommunikation statt. Versorgt werden die Sensoren über eine den Aktionsraum umspannende Spule. Allerdings sieht die Spule mehr aus wie ein Käfig in den man ohne Probleme reinlaufen kann, da die einzelnen Stäbe ca 2m auseinander sind. Der Käfig ist ca 5*5*3m. Die Spule ist in alle 3 Richtungen gewickelt und wir mit einer Frequanez von 600kHz betrieben. Die Spannung weiß ich nicht mehr. Die Blindleistung ist allerdins im Vergleich zu der Wirkleistund sehr hoch (logischerweise). Die Sensoren haben eine Spule, die auch in alle 3 Richtungen gewickelt ist, allerding mit deutlich mehr Windungen. Dieser Sensor hat die Ausmaße von einem kleinen Schiebehandy. Die Leistung für den Sensor haben sie mit 0,25W angegeben. Allerdings hatten sie auch eine größere "Empfängerspule" (ca 10*10*10cm), die eine Leistung von 1Watt brachte.
Ich kann mir aber gut vorstellen, dass die Leistungen mittlerweile höher sind. Sie werden uns ja nicht ihren allerletzten Entwicklungsstand gezeigt haben.
Ich dachte mir auch, dass es Strahlenprobleme gibt, und habe da mal ein bisschen nachgehakt. Die Strahlenbelastung ist geringer als unter einem Hochspannungsmast mit 100kV. Herzschrittmacher sind kein Problem (Strahlenbelastung ist so gering, dass eine Warnung überflüssig ist). Und Handys kann man auch in diesem "Käfig" betreiben.
Du siehst also, dass das gar nicht so unrealistisch mit dem "PoW" (Power over WLan) ist. Ich finde die Idee der drahtlosen Energieübertragung sehr gut. Man stelle sich vor, dass sich Handys beim Betreten eins dementsprechend ausgestatteten Hauses automatisch aufladen. Oder Fernbedienungen, die keine Batterie mehr haben. Bei der Optimierung kann ich mir sogar einen Stromsparlaptop vorstellen, der immer läuft. Natürlich ohne HighEnd Grafikkarte oder 15GHz.

Ciaoi

[Jürgen]

Innerhalb einer solchen Erregerspule ist's in der Tat kein grosses Problem, funktioniert prinzipiell ähnlich wie ein (schlechter) Trafo.
Und 600kHz sind wohl niedrig genug, um noch keine Schäden an biologischen Strukturen erwarten zu müssen, bei der recht geringen Leistung.

Aber erstens wird man zum Laptop-Aufladen wohl kaum seinen ganzen Raum mit derlei Spulen tapezieren wollen. Und zweitens ginge es (zumindest für echten Puffer-Betrieb) eher um hundert als um ein Watt.

Zudem ist alles oberhalb 30 kHz grundsätzlich als Hochfrequenz anzusehen und daher entweder nach aussen hin wirksam abzuschirmen oder durch Begrenzung der Leistung sicherzustellen, dass keine anderen Anwendungen gestört werden.
Bei 600kHz fällt mir sofort die Mittelwelle ein, egal ob analog oder digital...

Und schliesslich stört mich insbesondere die Formulierung "ohne Strahlung".
Das ist schlicht Blödsinn bzw. dreiste Lüge, denn selbstverständlich wird hier mit elektromagnetischer Strahlung erheblicher Stärke gearbeitet, mindestens innerhalb des Versorgungsbereichs.

Mir kommt sowas nicht in die Hütte, basta.

Und vom Arbeitgeber würde ich mir das auch nicht ohne erhebliche Gegenwehr gefallen lassen. Will nicht zum Versuchskaninchen werden, bloss um ein Lade- bzw. Netzkabel einzusparen...

Ich leuchte mir ja auch nicht andauernd bei'm Telefonieren in's Ohr, wie's inzwischen allgemein Pflicht zu sein scheint 

Gute Nacht

Jürgen

[dancingman]

Also wenn das einigermaßen bezahlbar wäre, würde ich mir einen Raum mit dieser Technik ausstatten. In einem einigermaßen großen Zimmer mit 5*5*2.5 m sind das ja nur 2 horizontale und 3 vertikale Leitung an jeder Wand und ebensoviele an Decke und Boden. Die könnte man ja schön unter der Rigipsplatte verstecken. Wird aber wohl noch ein Weilchen dauern, bis diese Technik auf den Markt kommt und dann noch zu bezahlbaren Preisen. Solange muß ich wohl noch immer mein Handy mit nem Kabel aufladen.
Was die dabei entstehende Strahlung angeht habe ich da keine Bedenken, auch wenn überall bewiesen wird, dass man davon Krebs oder sonstige Dinge bekommt. Solange ich in diesem Raum nicht mein ganzes Leben verbringe, sonder nur um zu surfen oder so, ist mir das egal. Ich würde ja auch nicht mit dem Kopf auf einem Induktionsherd schlafen, aber kochen würde ich schon mal gerne auf so einem Herd. *g*
Ich wünsche dann ein unverstrahltes Wochenende!

Ciaoi

P.S: Was auch mal eine Idee wäre, ist die Installation einer Induktionsspule unter einem Tisch. Würde mir für den Anfang auch langen... Am besten unter dem Schreibtisch. Dann ist die Maus und die Tastatur nie leer und auch des Handy würde sich aufladen. 

[lucky]

Erregerspule ist's in der Tat kein grosses Problem

Klingt ja echt interessant, dann gibt es für uns Mädels bestimmt bald die Dildos ohne Batteriewechsel...

[Warpi]

Ich bau mir dann das : http://de.wikipedia.org/wiki/Faradayscher_K%C3%A4fig 

Sorry, aber es "schwirt" schon genug Hf in der Luft rum. (Mobilfunk , Decttelefone , Wifi ...)

[SiLæncer]

Ich bau mir dann das : http://de.wikipedia.org/wiki/Faradayscher_K%C3%A4fig 

Mit oder ohne Heisenberg-Kompensator ?

[Warpi]

Ich bau mir dann das : http://de.wikipedia.org/wiki/Faradayscher_K%C3%A4fig 

Mit oder ohne Heisenberg-Kompensator ?

 

Ps: Aber mal im Ernst: Kein Bock darauf das z.B. mein Nachbar eine kabelose Friteuse betreibt (>=2000 Watt)   

[SiLæncer]

Ist schon klar...mir ist die Technik auch sehr suspekt 

[Jürgen]

... ohne Batteriewechsel...

..es soll auch so Teile mit 'ner grünen Strippe d'ran geben, hab' ich gehört.
Neuerdings sogar mit Gewinde... 

Spass beiseite, so direkt an den Keimdrüsen sollte man / frau wirklich auf Strahlungsarmut achten.
Selbst geringe Einflüsse können da erhebliche Spätfolgen nach sich ziehen, denn die kleinsten Fehler entscheiden vielleicht über kommendes Leben. Und wo jahrzehntelang keine (oder äusserst intensive) Zellteilung stattfindet, fallen die meisten Fehlererkennungs- bzw. -korrekturmechanismen weg, die ansonsten unsere Körper überwiegend recht gut schützen.

Ich glaube auch nicht, dass überhaupt schon 'mal intensiv untersucht wurde, ob's nicht auch im relativ niederfrequenten Bereich Frequenzen gibt, bei denen in molekularen oder zellstrukturellen Grössenordnungen Absorption stattfinden kann, eventuell sogar mit gewissen Resonanzen.  Es wären so sowohl mikromechanische als auch thermische Schäden möglich, selbst bei insgesamt niedriger Dosisleistung.

An meinem Leib möchte ich derlei nicht langzeittesten, selbst wenn keine direkte Gefahr erkennbar scheint. Solange beispielsweise die wahren Ursachen und Mechanismen für Trisomien, Telomer-Abbau, Prionen-Bildung usw, nicht bekannt sind, ganz sicher nicht...

Der kluge Mann trägt auch kein Handy am Gürtel, denn schon eine geringe Temperaturerhöhung an den Testikeln hat nachweislich Einfluss auf die Fertilität 
Ähnliches kennen Radsportler.
Und noch schlimmer als Sterilität ist sicher jeder Keimdefekt, der, vom Körper unerkannt, dennoch zu Nachwuchs führt.
Die Folgen trägt man dann nicht nur selbst...

[SiLæncer]

Wissenschaftler vom MIT haben eine Methode verfeinert, um mit resonanten Spulen Energie magnetisch drahtlos zu übertragen. Die Gruppe um Marin Soljačić schickte 60 Watt über zwei Meter, wobei die mögliche Reichweite vom Spulendurchmesser abhängt. Mit sorgfältig aufeinander abgestimmten Parametern konnte die Energie mit einer Effizienz von 40 Prozent übertragen werden, berichtet die Gruppe in ScienceXpress.

Das WiTricity genannte Projekt schürt die Hoffnung, Mobilgeräte oder sogar die Hauselektrizität in Zukunft ohne Kabel zu betreiben. Zwar befreien WLAN, Bluetooth, Infrarot, UMTS und bald auch Wireless USB den Anwender zunehmend vom Kabelgewirr, doch nach wie vor hängt das Mobilgerät am Netzteil wie der Säugling an der Mutterbrust. Bislang waren die Möglichkeiten, um auch das letzte Kabel – das zur Steckdose – zu kappen, nicht umsetzbar. Das Problem ist dabei weniger das Wie, sondern das Wieviel: Um zum Beispiel die für Notebooks erforderlichen 50 bis 60 Watt zu generieren, muss im Fall von Solarzellen das Licht sehr hell oder die Fläche sehr groß sein, der Wind muss kräftig für die durchaus bezahlbaren Windräder blasen, und Antennen müssten stärker strahlen, als es die Grenzwerte vorgeben. Genügend Energie drahtlos gibts also nicht ohne Gesundheitsrisiko. Sender und Empfänger können nur dann enorme Leistungsmengen übertragen, wenn dazwischen niemand stört – das ist im Umgang mit Mobilgeräten oder gar im Haushalt normalerweise nicht der Fall.

Ob die MIT-Experimente dem Traum der drahtlosen Energieversorgung näher kommen, darf deshalb bezweifelt werden. RFID-Plaketten, Sensoren, Grafiktablettstifte und manche Computer-Mäuse werden auch heute schon drahtlos versorgt, doch bis der autonome Betrieb von Handy und Notebook Realität wird, müssen wohl noch einige Leonardos geniale Ideen ausbrüten.

Quelle : www.heise.de

[SiLæncer]

Im kalifornischen Mountain View hat Intel die US-Ausgabe seines Forschungstages veranstaltet. Dort zeigte das Unternehmen eine neue Version seiner 2008 vorgeführten Übertragung von Spannung durch die Luft, die nun auch kaum noch winkelabhängig ist. Zudem gibt es eine neue Forschungsgruppe für Bedienkonzepte von Computern.

Induktion? Das war die erste Reaktion vieler Beobachter, als Intels CTO Justin Rattner im Herbst 2008 erstmals die Übertragung von elektrischer Energie mit einigen Dutzend Watt Leistung über mehr als einen halben Meter vorführte. Mit Induktionsspulen, wie sie seit Jahrzehnten kommerzielle Anwendung finden, haben die großen Kupferkonstruktionen aber kaum etwas zu tun. Die Induktion, die beispielsweise bei der Ladestation Touchstone von Palm zum Einsatz kommt, kann nur auf wenige Zentimeter mit hohen Verlusten und bei genauer Ausrichtung funktionieren.

Intel hat die genaue Funktionsweise seiner Technologie noch nicht enthüllt, aber einen Namen gibt es jetzt: WREL, oder "Wireless Resonant Energy Link". Dabei soll laut Intel ein Magnetfeld erzeugt werden - was bei Induktion auch geschieht -, das aber auf bestimmten Trägerfrequenzen schwingt. Diese werden automatisch in Abhängigkeit vom Empfänger moduliert.

Video: WREL - Intel zeigt drahtlose Stromübertragung (1:58)

Dieser Empfänger kann in der aktuellen Version von WREL bis zu 70 Zentimeter entfernt sein, dabei sollen noch 70 Prozent der Energie übertragen werden können. Zudem kann der Stromaufnehmer auch um 70 Grad in einer Achse verdreht stehen. Bei Induktion klappt die Übertragung nur, wenn Sender und Empfänger fast exakt parallel stehen.

Eine Anwendung sieht Intel beispielsweise in Sendespulen unter einem Schreibtisch. Mobile Geräte mit WREL-Empfänger könnten automatisch geladen werden, wenn sie sich in Reichweite befinden. Die neue Technik soll unschädlich für Lebewesen sein, Fragen nach der elektromagnetischen Verträglichkeit sind aber noch zu stellen, wenn sie marktreif ist. Einen Termin dafür nannte Intel bisher nicht.

Reales Gezappel für die Community

Mit einer neuen Forschungsgruppe "Interaction and Experience Research" (IXR) will Intel die immer wichtiger werdende Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine verbessern. Intel ist hier sehr aktiv und hat unter anderem mit Meego mit Nokia ein mobiles Linux entwickelt. Ein neues Projekt ist "SENS". Intel stellte es auf dem "Research @ Intel Day" in Kalifornien vor. Über viele Sensoren, die unter anderem Licht und Sensoren erfassen, sollen Benutzer in sozialen Netzwerken erkennen können, was ihre Freunde gerade machen.

Intel geht dabei so weit, dass sich auch die Bewegungen eines Benutzers per Smartphone auf den Avatar einer Community übertragen lassen. Ob das für alle Aktivitäten wirklich ratsam ist, sei dahingestellt - auch bei SENS handelt es sich nur um ein Forschungsprojekt.

In Mountain View führte Intel zudem auch sein "Resilient Computing" erneut vor, das das Unternehmen schon beim europäischen R&D-Day in Brüssel gezeigt hatte. Fehlertolerante Prozessoren werden dabei schneller, wenn sie auf Kosten der Genauigkeit einen höheren Takt erreichen.

Quelle : www.golem.de