Энергетическая альтернатива

Беспроводное подключение и получение энергии "из воздуха" - основные тенденции на рынке зарядников для мобильных устройств.Организация Wireless Power Consortium (WPC), включающая более 55 компаний, среди которых такие гиганты, как Nokia, Philips, HP и Texas Instruments, объявила о выходе первой версии стандарта для беспроводной зарядки потребительской электроники - Qi 1.0. Отныне он может быть взят на вооружение производителями адаптеров питания, мобильных телефонов, полупроводниковых компонентов и аккумуляторных батарей.

В основе разработки лежит электромагнитная индукция - возникновение электрического тока в замкнутом контуре под воздействием внешнего магнитного поля. Таким контуром может служить проволочная рамка, расположенная в корпусе устройства. При этом катушка, создающая магнитное поле, находится в специальном коврике. Аккумуляторная батарея в мобильном телефоне, размещенном на таком коврике, будет автоматически заряжаться. При этом подключать к электрической сети сам телефон не придется. Первая версия стандарта позволит передавать электрическую энергию мощностью 5 Вт. Этот принцип уже используется для беспроводной зарядки электрических зубных щеток, некоторых смарт-фонов Palm и ноутбуков Dell.

Согласно официальному сообщению WPC, стандарт необходим для того, чтобы избежать фрагментации рынка. Располагая единой спецификацией, производители смогут выпускать совместимые друг с другом устройства и аксессуары. Только в этом случае можно ожидать существенного роста рынка беспроводных зарядных устройств, который, по прогнозу аналитиков из американской компании iSuppli, к 2014 году увеличится в 70 раз.

Стандарт Qi 1.0 предлагает небольшую мощность, поэтому его можно использовать только для зарядки карманных устройств. Однако уже ведется работа над новой версией, которая позволит заряжать ноутбуки и планшеты.

О намерении выпустить первые устройства на базе Qi 1.0 текущей осенью объявили компании ConvenientPower и Energizer. Устройство Energizer Inductive Charger позволит заряжать смартфоны iPhone и BlackBerry. Стоимость зарядки составит 89 USD, а необходимого для мобильного устройства чехла - 35 USD.

Между тем WPC еще предстоит многое сделать - прежде всего, договориться с органами, которые будут проводить сертификацию устройств. Компании надеются, что устройства подзарядки будут классифицированы как бытовые приборы, - это позволит осуществлять их беспрепятственную продажу. Кроме того, остаются вопросы, касающиеся эффективности зарядки, которая на данный момент не превышает 70%. Еще одной сложностью является то, что в организацию не входит ряд ключевых компаний, таких как Apple и Powermat.

Активно развивается и рынок приборов, рассчитанных на получение энергии для зарядки мобильных устройств "из воздуха". Уже в начале 2010 года американская компания RCA продемонстрировала устройство Airnergy, заряжающее мобильные телефоны, КПК и другую карманную технику от сигналов сетей Wi-Fi. Приборчик размером с мобильник собирает сигналы сетей Wi-Fi в радиусе 100 метров и преобразует их в постоянный ток. Он заряжает встроенный аккумулятор, а уже от него при необходимости можно "подзаправить" мобильное устройство.

Airnergy способен, например, зарядить батарею смартфона BlackBerry на треть за 90 минут, но достижимая скорость зарядки, естественно, зависит от силы сигнала Wi-Fi в данном месте.

В данный момент RCA уже работает над вторым поколением устройства, которое должно быть достаточно компактным, чтобы заменить стандартный аккумулятор в батарейном отсеке мобильного телефона. Однако главный недостаток продемонстрированного устройства в том, что оно может работать исключительно в зоне действия сети Wi-Fi, а там чаще всего не бывает недостатка и в обычных розетках.

Альтернативные варианты выработки "карманной энергии из ничего" готовы зарядить телефон или КПК даже в лесу. Предполагается, что к 2014-2015 годам подобные системы можно будет встретить едва ли не в каждом доме. Правда, перед их коммерческим внедрением ученым предстоит немало работы. Дело в том, что большинство таких систем являются вредными для здоровья человека и их массовый выпуск не одобрит ни одна контролирующая организация.

А вот в Институте передовых технологий южнокорейской корпорации Samsung задумались над тем, чтобы гаджеты генерировали электричество, используя энергию акустических волн. По мысли изобретателей, чем чаще люди станут говорить по телефону, тем выше будет уровень заряда аккумуляторов сотового аппарата.

При этом в дело может пойти не только человеческая речь, но и любой шум, например, от машин на улице или работающего телевизора дома. Для получения электричества из звуков и шума в телефоне нужно будет разместить пьезоэлектрики - материалы, способные из-за деформации под воздействием звуковой волны индуцировать электрический заряд. Роль пьезоэлектрика в мобильниках станет выполнять нанопроволока из оксида цинка, которая будет взаимодействовать с двумя электродами.

Разработка специалистов американской компании Tremont Electric - nPower PEG - основана на том же принципе, что и портативные фонарики, которые заряжаются, если их как следует потрясти. Используемое в них явление электромагнитной индукции вполне может претендовать на роль простого преобразователя "человеческой энергии".

Устройство длиной 23 сантиметра и весом около 250 граммов представляет собой пару цилиндров, которые во время ходьбы двигаются относительно друг друга. nPower PEG собирает кинетическую энергию, обеспечивая мобильную электронику питанием не хуже, чем обычная стенная розетка. Выходная мощность генератора достигает 4 Вт. Сам генератор энергию хранить не может, но зато незаменим в любом уголке планеты, где нет доступа к электросети. Цена устройства составляет примерно 150 USD.

Как сообщают разработчики, для того чтобы зарядить любое современное портативное устройство, достаточно поместить nPower PEG в вертикальном положении в сумку, портфель или рюкзак и прогуляться с ним  в течение часа. В результате аккумулятор зарядится примерно на 80%.

По подсчетам Tremont Electric, если обеспечить такими устройствами 23,2 млн. американцев, которые используют различные мобильные гаджеты и ходят хотя бы в течение одного часа в день, то за год можно было бы сэкономить 25,4 млн. кВт электроэнергии. Этого количества хватило бы 21 тысяче семей на целый год.