Як відмова від шнурів змінить наші домівки на краще

Ще на початку дев’ятнадцятого століття не було шнурів. Майже кожен побутовий прилад, яким володіла людина, був портативним і міг виконувати домашні справи, не заплутуючи оператора в павутині настирливих проводів. Але з появою електрифікації все змінилося. Так, ми отримали потужні інструменти, які зробили життя вдома набагато комфортнішим, але вони коштували дорого з точки зору портативності та зручності використання. Стало важче переміщати речі та використовувати їх як заманеться. Ми жили в павутині дротів.

Звісно, ​​на початку дев’ятнадцятого століття не було тостерів, чайників, пилососів чи осушувачів повітря: усе це стало можливим завдяки можливості доставляти електроенергію безпосередньо до пристроїв. Але не можна заперечувати, що багато людей прагнуть простішого часу, коли вони зможуть робити те, що здається природним, і використовувати свої пристрої в дорозі, де б вони не були.

Треба сказати, що ми досить добре адаптувалися до шнура. За допомогою розеток, адаптерів і вилок ми облаштували наші домівки відповідно до потреби доступу до джерел енергії в певному місці. Але те, що так робилося в минулому, не означає, що так слід продовжувати робити в майбутньому, далеко не так.

Розвиток технологій акумуляторів

Основною зміною, яку ми спостерігаємо за останні роки, стало вдосконалення портативних енергетичних технологій. Мало того, що ціни на батареї суттєво впали, але ми також спостерігаємо постійне зростання щільності енергії в елементах з року в рік. Літій-іонні батареї пройшли довгий шлях з 1990-х років, коли вони були вперше комерційно представлені Sony. Ця технологія виявилася життєво важливою у розробці практично кожного портативного електронного пристрою, який живить наш мобільний світ. Навіть зараз, через багато років літій-іонної революції, компанії продовжують збільшувати потужність, збільшуючи кількість енергії, яка може міститися в осередку певного об’єму, на 5–7 відсотків на рік. У поєднанні зі зниженням цін приблизно на 7 відсотків на рік, наслідки незабаром додаються. Акумулятори стають кращими та дешевшими водночас, що відкриває безліч можливостей змінити те, як ми виконуємо завдання вдома.

Слід зазначити, що батареї зараз досягли точки, коли вони життєздатні для живлення навіть найбільш енергоємних домашніх пристроїв. Для ефективної роботи бездротового пилососа, наприклад, може знадобитися потужність до 1000 Вт, що витримують сучасні батареї. Незважаючи на те, що наразі це не практично з точки зору дизайну (через об’єм осередків), можна уявити, що чайники та фени майбутнього живляться від батарейок.

Падіння дротової електрики

На цьому етапі ви можете трохи скептично поставитися до цього аргументу. Звичайно, ви можете заперечити, батареї стають кращими, але це не усуває потреби в шнурах. Навіть через тридцять років революції мобільних телефонів вам все одно доводиться підключати пристрій до розетки на ніч, щоб зарядити його. Отже, справжній бездротовий дім – це нездійсненна мрія. Немає способу усунути дратівливі дроти.

Але, звичайно, це не так. Нікола Тесла, один із піонерів електрики, намагався розробити спосіб передачі енергії людям по повітрю. Його система зрештою зазнала невдачі, але ця концепція виявилася повчальною для пізніших вчених та інженерів, які намагалися з’ясувати, чи можливо передавати електроенергію без використання дротів. Хіба це не було б дивовижно?

Основна проблема полягає в тому, щоб знайти спосіб перетворити електрику на щось, що безпечно передавати по повітрю. Просто змусити електрони перестрибувати з одного провідного матеріалу на інший, як блискавка, не є чудовим рішенням. Це небезпечно, голосно та непрактично в більшості будинків, особливо в тих, де є будь-яка форма життя. Завдання полягає в тому, щоб створити безпечний спосіб передачі електронів по повітрю без ризику ураження електричним струмом.

Незважаючи на те, що існує кілька способів зробити це, найбільш придатним для дому є використання подушок живлення. Блоки живлення не передають електрику на великі відстані, але вони теоретично можуть усунути потребу в проводах у домі. Ви можете уявити, наприклад, бездротовий пилосос із станцією в шафі для білизни – невеликим килимком – який автоматично заряджає пристрій до повної зарядки. Подібним чином килимок живлення, вбудований у стільницю, міг би забезпечити всю енергію, яку потребують кухонні пристрої, як-от блендери, без необхідності проходити через надокучливу халепу з підключенням шнурів.

На думку експертів галузі, хитрість у масовому впровадженні цієї технології полягає в тому, що блок живлення стає агностиком. Домовласникам не хочеться ставити чайник в одному місці, а блендер – в іншому для безперебійної роботи. Вони хочуть мати можливість розміщувати свої прилади будь-де на робочих поверхнях і щоб вони працювали бездоганно. На даний момент проблема полягає в тому, що кожен блок живлення має бути налаштований відповідно до конкретних вимог пристрою. Гармонізація між галузями може допомогти вирішити цю проблему, але це буде величезна робота.

Однак головними перевагами цієї технології є безпека та зручність. Блоки живлення усувають потребу в небезпечних електричних розетках, що буде особливо корисно в країнах, де все ще використовуються двоконтактні конструкції вилки. Турботи про електричну безпеку мають відійти в минуле, оскільки пристрої заряджаються дистанційно через колодки живлення, а потім використовують вбудовані батареї для миттєвої високої потужності для користувача.

Остаточна ітерація цієї технології включатиме використання магнітних полів. Зараз Массачусетський технологічний інститут досліджує, як маніпулювати магнітними полями для передачі енергії на великі відстані. Вони називають свою технологію магнітно-зв’язаним резонансом, а ідея полягає в тому, щоб посилати електрику по повітрю подібно до того, як передаються радіо- чи WiFi-хвилі. Пристрої будуть налаштовані на певну частоту енергії і зможуть заряджати свої бортові батареї взагалі без використання проводів. Є надія, що зрештою клітини можуть взагалі не знадобитися і що деякі пристрої зможуть витягувати необхідну їм енергію прямо з ефіру.

Чому цього ще не сталося?

Багато технологій бездротової передачі вже доступні. Ви можете звернутися до роздрібного продавця електроніки та вибрати зарядний пристрій для сумісного телефону вже сьогодні. Але ми ще не бачили широкого впровадження цієї технології. чому

Є дві основні причини. По-перше, рішення, які ми маємо зараз, є «достатньо хорошими». Уже зручно підключати пристрої до стіни, коли вони вам потрібні. Перехід на бездротове розподілення електроенергії покращує якість життя, але це не десятикратне збільшення, яке зазвичай потрібно людям, щоб негайно змінити свої звички (як це було з появою смартфонів ).

І друга причина пов’язана з очікуваннями людей. Більшість споживачів просто не знають про бездротові технології розподілу електроенергії. Ідея відмовитися від шнурів у своєму домі здається футуристичною та надуманою ідеєю, а не тим, що більшість людей готові спробувати негайно.

Якщо технологія працюватиме так, як уявляють деякі дослідники, вона може зрештою повністю позбутися акумуляторів. Хоча елементи корисні для багатьох мобільних пристроїв, їх виробництво все одно коштує багато грошей, а багато різновидів акумуляторів, особливо літій-іонних, небезпечні, якщо їх пошкодити. Позбавлення від них шляхом живлення будинку за допомогою магнітно-зв’язаного резонансу може надати всі види переваг і спонукати підприємців придумати нові ідеї щодо використання енергії в будинку.

Що щодо впливу на здоров’я?

Останнім занепокоєнням у цій історії є вплив бездротової електричної технології на здоров’я. Люди вже стурбовані електромагнітним випромінюванням, що ширяє повітрям у формі мікрохвиль, радіохвиль та ЕМ. Чи може ще один тип бездротового зв’язку зашкодити здоров’ю людей?

Відповідь експертів, можливо, така: наука ще не закінчена. Цілком можливо, що бездротова передача може завдати шкоди здоров’ю людини або взагалі не завдати шкоди. Однак важливо зазначити, що ми не маємо справу з особливо щільними енергетичними полями, коли говоримо про бездротове живлення. Енергія, якій піддадуться люди, буде приблизно такою ж, як та, яку генерує магнітне поле Землі. Це вид випромінювання низької інтенсивності, який ми розвинули як вид, щоб витримувати, що свідчить про те, що воно, ймовірно, безпечне – принаймні для понад 90 відсотків населення.

І це також приносить суттєву користь, тому так багато людей їм цікаво. То чи можемо ми дивитися в майбутнє без проводів у домі? Як завжди, це не стільки технологічна проблема – технологія значною мірою існує, щоб її реалізувати, – а більше міркування про вартість, практичність і реальні переваги. Звичайно, було б непогано мати бездротовий зв’язок по всьому дому, але мало хто хоче витягувати ідеально функціональні розетки, які вони вже мають.