Why hasn't there been more advancement in wireless energy if it was pioneered almost 100 years ago by Tesla?
Weil drahtlose Energie sehr verschwenderisch ist. Und wenn man sich von einer drahtlosen Energiequelle weiter entfernt, sinkt die Energiemenge extrem schnell auf Null.
Ohne auf das Antennendesign einzugehen, folgt die Fernfeldausbreitung elektromagnetischer Energie einem umgekehrten quadratischen Gesetz.
Nehmen wir an, dass elektromagnetische Energie, E, von einer Punktquelle emittiert wird. Sie können sich vorstellen, dass die in diesem Moment freigesetzte Energie den Raum in einer sich ständig ausdehnenden konzentrischen Kugel ausfüllt. Diese Kugel dehnt sich im Durchmesser mit der doppelten Lichtgeschwindigkeit c aus.
Diese Energie E wird gleichmäßig über die Oberfläche dieser Kugel "geschmiert". Während die Kugel wächst, gibt es also immer weniger Energie pro Flächeneinheit.
Je weiter man sich von der Energiequelle entfernt, desto schneller sinkt die verfügbare Energiemenge.
Auf der Erde wird sich der größte Teil dieser elektromagnetischen Energie in den Weltraum ausbreiten:
Selbst wenn man eine so starke Antenne aufhängen könnte, so dass die Hälfte des Feldes auf den Boden gerichtet ist, strahlt die andere Hälfte - mehr als die Hälfte - in den Weltraum.
Zwei Faktoren haben also die drahtlose Energie begrenzt:
Die Gesetze des Elektromagnetismus besagen, dass man aus praktischen Gründen einfach keine Leistung sehr weit übertragen kann.
Die Gesetze des Elektromagnetismus besagen, dass Sie den größten Teil der Leistung, die Sie zu übertragen versuchen, verschwenden.
Es gibt also nur zwei wirklich praktikable Lösungen:
Energie muss so absurd billig werden, dass wir sie verschwenden können, wann immer wir wollen.
Eine fundamentale Kraft der Natur - der Elektromagnetismus - verändert sich vollständig.
Stattdessen haben wir es für klüger befunden, Energie lokal zu speichern (zum Beispiel in einer Batterie) und "drahtlose Energie" zur Übertragung von Informationen zu verwenden.
Wenn Sie in die Einstellungen Ihres Mobiltelefons gehen, können Sie die tatsächliche Leistung (äh, Leistungsverhältnis) sehen, die Ihr Telefon von einem "Wireless Power"-Mast empfängt.
-91 dBm.
Das ist eigentlich eine lächerlich geringe Energiemenge, so dass es schwierig ist, sie mit etwas im Alltag der meisten Menschen in Verbindung zu bringen.