房间里那烦人的电线将完全消失
韩开发出“双极线圈共振系统”无线供电装置
2014.04.21来源： 科技日报 作者：
科技日报讯 当今人们享用着各种无线电子设备，这些设备的供电方式也有望从有线变为无线。最近，韩国高等科技学院一个研究小组开发出一种无线供电技术，希望今后不再看到这烦人的电线。
据物理学家组织网4月17日报道，该校原子核与量子工程教授Chun T.Rim的小组展示了一种名为“双极线圈共振系统（DCRS）”的无线供电装置，使感应输电的范围大大扩展，传输与接收线圈间的距离达到5米。
早在2007年，麻省理工学院曾采用一种耦合磁共振系统（CMRS），通过磁场把电能传输到2.1米远处。自那时起，远距离无线电能传输吸引了诸多科学家。要把无线电源如CMRS的传输距离扩展到商业应用程度，技术上还有许多局限，比如复杂的线圈结构（由输入、传输、接收、负载四种线圈组成）、庞大的共振线圈、传输与接收线圈的高频（10兆赫级）要求等，都会使传输效率低下，而且共振线圈对周围环境，如温度、湿度和人的接近等非常敏感。
针对这些问题，Rim教授在他们的DCRS系统中提供了解决方案。他们优化了线圈结构，将其设计为两个磁极的双极线圈，主线圈产生感应磁场，副线圈接收电能。CMRS中用的是大而笨重的环形空心线圈，而DCRS用的是密压铁氧体磁心线圈，主线圈中的高频交流电产生磁场，然后耦合变化的磁通量会在副线圈产生感应电压。
DCRS明显小于CMRS，只有3米长、10厘米宽、20厘米高，而且可升级，系统对环境变化的抵抗力也提高了20倍，能在低频100千赫下良好运行。在多次实验中，研究小组得到的结果很有前景：比如在20千赫频率下操作，3米远处获得的最大输出功率为1403瓦，4米远处为471瓦，5米远处为209瓦；而传输100瓦电力，整个系统的功率效率在3米远处为36.9%，4米为18.7%，5米为9.2%。
“用DCRS能给5米远处的一台大型LED电视和3个40瓦的风扇供电。”Rim说，“我们的技术证明了远距离电力传输机制的可行性，以前它从未达到这么远。虽然长程无线电力传输目前还处于商业化早期阶段，实施成本高昂，但我们相信这是未来供电的正确方向，就像现在Wi—Fi无处不在一样，将来我们可以有很多Wi—电源区，遍布餐馆街道，为人们提供无线供电服务，让人们到哪里都能使用各种电子设备而不用带着一堆纠缠的线，再也不用担心要给电池充电。”
今年3月，Rim教授的小组还与韩国水电核电有限公司合作完成了一次实验，以远程传输方式给核电厂的基本仪器和控制设备供电，以应对像日本福岛核电站那样的紧急事件。他们给距离发电装置7米远处的核电站成功传输了10瓦的电力。
