Jak porzucenie kabli zmieni nasze domy na lepsze

Na początku XIX wieku nie było sznurów. Prawie każde urządzenie gospodarstwa domowego, które posiadała osoba, było przenośne i mogło wykonywać prace domowe bez plątania operatora w sieć irytujących przewodów. Ale wraz z nadejściem elektryfikacji wszystko się zmieniło. Tak, otrzymaliśmy potężne narzędzia, dzięki którym życie w domu stało się o wiele wygodniejsze, ale wiązało się to z kosztami pod względem przenośności i użyteczności. Trudniej było przenosić rzeczy i używać ich tak, jak nam się podobało. Żyliśmy w sieci drutów.

Oczywiście na początku XIX wieku nie było tosterów, czajników, odkurzaczy czy osuszaczy powietrza: wszystko to stało się możliwe dzięki możliwości dostarczania prądu bezpośrednio do urządzeń. Ale nie można zaprzeczyć, że wiele osób tęskni za prostszymi czasami, w których mogą robić to, co wydaje im się naturalne i korzystać ze swoich urządzeń w podróży, gdziekolwiek się znajdują.

Trzeba powiedzieć, że dość dobrze przystosowaliśmy się do sznurka. Dzięki gniazdkom, przejściówkom i wtyczkom rozmieściliśmy nasze domy pod kątem potrzeby dostępu do źródeł energii w określonej lokalizacji. Ale tylko dlatego, że tak robiono coś w przeszłości, nie oznacza, że ​​tak powinno się robić w przyszłości, daleko od tego.

Rozwój technologii baterii

Główną zmianą, jaką zaobserwowaliśmy w ostatnich latach, było udoskonalenie przenośnych technologii energetycznych. Nie tylko ceny akumulatorów znacznie spadły, ale z roku na rok obserwujemy stały wzrost gęstości energetycznej ogniw. Baterie litowo-jonowe przeszły długą drogę od lat 90., kiedy to firma Sony po raz pierwszy wprowadziła je na rynek. Technologia okazała się kluczowa w rozwoju praktycznie każdego przenośnego urządzenia elektronicznego, zasilając nasz mobilny świat. Nawet teraz, po wielu latach rewolucji litowo-jonowej, firmy nadal zwiększają pojemność, zwiększając ilość energii, która może być zawarta w komórce o określonej objętości, o 5 do 7 procent rocznie. W połączeniu ze spadkiem cen o około 7 procent rocznie, efekty szybko się sumują. Baterie stają się coraz lepsze i tańsze w tym samym czasie, otwierając wiele możliwości zmiany sposobu, w jaki wykonujemy zadania w domu.

Należy zaznaczyć, że baterie osiągnęły już punkt, w którym nadają się do zasilania nawet najbardziej energochłonnych urządzeń domowych. Na przykład bezprzewodowy odkurzacz może wymagać do 1000 W mocy do skutecznego działania, co jest w stanie wytrzymać dzisiejsze nowoczesne baterie. Chociaż obecnie nie jest to praktyczne z punktu widzenia projektowania (ze względu na objętość ogniw), nie jest wykluczone, że czajniki i suszarki do włosów przyszłości będą zasilane bateryjnie.

Upadek elektryczności przewodowej

W tym momencie możesz być nieco sceptycznie nastawiony do dotychczasowych argumentów. Jasne, możesz się spierać, baterie są coraz lepsze, ale to nie eliminuje potrzeby stosowania przewodów. Nawet trzydzieści lat po rewolucji w telefonach komórkowych nadal trzeba podłączać urządzenie do gniazdka w nocy, aby je naładować. Tak więc prawdziwie bezprzewodowy dom to marzenie fajki. Nie ma sposobu na wyeliminowanie irytujących przewodów.

Ale oczywiście tak nie jest. Nicola Tesla, jeden z pionierów elektryczności, próbował opracować metodę dystrybucji energii do ludzi drogą powietrzną. Jego system ostatecznie zawiódł, ale koncepcja okazała się pouczająca dla późniejszych naukowców i inżynierów próbujących ustalić, czy możliwe jest przesyłanie mocy bez użycia przewodów. Czy to nie byłoby niesamowite?

Głównym problemem jest znalezienie sposobu na przekształcenie elektryczności w coś, co można bezpiecznie przesłać drogą powietrzną. Po prostu zmuszanie elektronów do przeskakiwania z jednego materiału przewodzącego do drugiego, jak błyskawica, nie jest dobrym rozwiązaniem. Jest to niebezpieczne, głośne i niepraktyczne w większości domów, zwłaszcza tych, w których znajdują się jakiekolwiek formy życia. Zadanie polega na stworzeniu bezpiecznego sposobu przesyłania elektronów drogą powietrzną bez ryzyka porażenia prądem.

Chociaż istnieje kilka metod, aby to zrobić, najbardziej odpowiednie dla domów jest użycie padów zasilających. Pady zasilające nie przesyłają energii elektrycznej na duże odległości, ale teoretycznie mogą wyeliminować potrzebę stosowania przewodów w domu. Można sobie wyobrazić na przykład bezprzewodowy odkurzacz ze stacją w szafce na pranie – małą matą – która automatycznie ładuje urządzenie do pełnego naładowania. Podobnie mata zasilająca wbudowana w blat mogłaby zapewnić całą energię potrzebną urządzeniom kuchennym, takim jak blendery, bez konieczności przechodzenia przez irytującą zagadkę podłączania przewodów.

Zdaniem ekspertów branżowych kluczem do masowego przyjęcia tej technologii jest uniezależnienie się od urządzeń zasilających. Właściciele domów nie chcą ustawiać czajnika w jednym miejscu, a blendera w innym, aby zapewnić płynne działanie. Chcą mieć możliwość umieszczenia swoich urządzeń w dowolnym miejscu na powierzchni roboczej i aby działały bez zarzutu. Obecnie problem polega na tym, że każdy pad zasilający musi być dostrojony do specyficznych wymagań urządzenia. Harmonizacja między branżami mogłaby pomóc rozwiązać ten problem, ale będzie to gigantyczne przedsięwzięcie.

Jednak głównymi atutami tej technologii są bezpieczeństwo i wygoda. Podkładki zasilające eliminują konieczność stosowania niebezpiecznych gniazdek elektrycznych, co będzie szczególnie przydatne w krajach, w których nadal stosuje się wtyczki z dwoma stykami. Obawy związane z bezpieczeństwem elektrycznym powinny odejść do przeszłości, ponieważ urządzenia ładują się zdalnie za pomocą zasilaczy, a następnie wykorzystują wbudowane akumulatory do natychmiastowego dostarczenia użytkownikowi dużej mocy.

Ostatnia iteracja tej technologii będzie wymagała wykorzystania pól magnetycznych. MIT bada obecnie, jak manipulować polami magnetycznymi, aby przesyłać energię na duże odległości. Nazywają swoją technologię rezonansem sprzężonym magnetycznie, a pomysł polega na wysyłaniu energii elektrycznej przez powietrze w podobny sposób, jak przesyłane są fale radiowe lub Wi-Fi. Urządzenia byłyby dostrojone do określonej częstotliwości energii i byłyby w stanie ładować pokładowe akumulatory bez użycia przewodów. Istnieje nadzieja, że ​​ostatecznie komórki mogą w ogóle nie być potrzebne i że niektóre urządzenia będą w stanie pobierać potrzebną im energię bezpośrednio z eteru.

Dlaczego to się jeszcze nie stało?

Dostępnych jest już wiele technologii transmisji bezprzewodowej. Już dziś możesz udać się do sklepu elektronicznego i kupić ładowarkę do padów do kompatybilnego telefonu. Ale nie widzieliśmy jeszcze powszechnego przyjęcia tej technologii. Czemu?

Istnieją dwa główne powody. Po pierwsze, rozwiązania, które mamy obecnie, są „wystarczająco dobre". Podłączanie urządzeń do ściany jest już wygodne, gdy ich potrzebujesz. Przejście na bezprzewodową dystrybucję energii elektrycznej poprawia jakość życia, ale nie jest to dziesięciokrotny wzrost, którego ludzie zwykle potrzebują, aby dokonać natychmiastowej zmiany swoich przyzwyczajeń (tak jak miało to miejsce wraz z pojawieniem się smartfonów ).

Drugi powód ma związek z oczekiwaniami ludzi. Większość konsumentów po prostu nie jest świadoma technologii bezprzewodowej dystrybucji energii elektrycznej. Pomysł pozbycia się kabli w domu wydaje się futurystycznym i naciąganym pomysłem, a nie czymś, co większość ludzi będzie chciała natychmiast wypróbować.

Jeśli technologia zadziała tak, jak wyobrażają sobie niektórzy badacze, może ostatecznie całkowicie wyeliminować baterie. Chociaż ogniwa są przydatne w wielu urządzeniach mobilnych, nadal kosztują dużo pieniędzy w produkcji, a wiele rodzajów baterii, zwłaszcza litowo-jonowych, jest niebezpiecznych w przypadku uszkodzenia. Pozbycie się ich poprzez zasilanie domu rezonansem magnetycznym może przynieść wiele korzyści i sprowokować przedsiębiorców do wymyślenia nowatorskich pomysłów na wykorzystanie energii w domu.

A co z wpływem na zdrowie?

Ostatnim zmartwieniem w tej historii jest wpływ, jaki bezprzewodowa technologia elektryczna może mieć na zdrowie. Ludzie już martwią się promieniowaniem elektromagnetycznym krążącym w powietrzu w postaci mikrofal, fal radiowych i transmisji EM. Czy kolejny rodzaj komunikacji bezprzewodowej może potencjalnie zaszkodzić zdrowiu ludzi?

Odpowiedź ekspertów może brzmieć: nauka po prostu jeszcze się nie skończyła. Możliwe, że transmisja bezprzewodowa może być szkodliwa dla zdrowia ludzkiego lub wcale. Należy jednak zaznaczyć, że mówiąc o zasilaniu bezprzewodowym, nie mamy do czynienia ze szczególnie gęstymi polami energetycznymi. Energia, na którą będą narażeni ludzie, będzie mniej więcej taka sama, jak energia generowana przez ziemskie pole magnetyczne. Jest to rodzaj promieniowania o niskiej intensywności, który ewoluowaliśmy jako gatunek, aby wytrzymać, co sugeruje, że prawdopodobnie jest to bezpieczne – przynajmniej dla ponad 90 procent populacji.

Przynosi też wymierne korzyści, dlatego tak wiele osób się nim interesuje. Czy możemy więc patrzeć w przyszłość bez przewodów w domu? Jak zawsze, nie jest to tak bardzo problem techniczny – technologia w dużej mierze istnieje po to, aby to się stało – ale raczej rozważenie kosztów, praktyczności i rzeczywistych korzyści. Jasne, byłoby miło mieć transmisję bezprzewodową w całym domu, ale niewiele osób chce się męczyć z wyciąganiem doskonale działających gniazdek, które już mają.