พลังงานไร้สาย เทคโนโลยีใหม่สำหรับอุปกรณ์อิเล็กโทรนิค

ในอนาคตอันใกล้นี้การชาร์จแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือ เครื่องคอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์อิเล็กโทรนิคทั้งหลาย อาจเป็นเรื่องง่ายเหมือนกับการท่องเวปแบบไร้สาย ที่เขาเรียกกันว่าวายฟาย ประมาณนี้มั้ง มันเกิดมาจากคุณ Marin Soljacic ผู้ช่วยศาสตราจารย์แผนกการวิจัยและฟิสิกส์จาก MIT (Massachusetts Institute of Technology)เขาได้เขียนเล่าไว้ว่าตัวเขาลืมชาร์จแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือบ่อยๆครั้ง และก่อนที่แบตเตอรี่จะหมด มันจะส่งเสียงน่ารำคาญคอยเตือนทุกครั้ง (ของเราไม่เห็นเป็นอย่างนี้เลย)และบ่อยครั้งที่มันส่งเสียงร้องเตือนตอนกลางดึก และในคืนนึงที่มือถือของเค้าเริ่มส่งเสียงเตือนตอนเวลาตีสาม เค้าก็คิดขึ้นว่า “มันคงดีแน่ ถ้าอุปกรณ์เหล่านี้มันสามารถชาร์จตัวมันเองได้” และเค้าก็เลยเริ่มทำการรวบรวมทฤษฎีและข้อมูลทางฟิสิกส์ที่จะทำให้เค้าสามารถสร้างวิธีการส่งพลังงานแบบไร้สายนี้ได้พอถึงตรงนี้เราก็ไดอ่านแล้วก็ทำความเข้าใจอะไรๆที่มันเป็นหลักการของเรื่องนี้ว่าพวกนี้มันทำงานอย่างไรใช้หลักการทางวิทยาศาสตร์อะไร ที่จริงมันก็หนักหัวไปบ้าง(ค่อนข้างมาก)แต่ก็จะเขียนเป็นภาษาง่ายๆให้เพื่อนๆเข้าใจกัน เพราะเราอ่านไป3-4รอบกว่าจะเข้าใจ มันมีอยู่ว่าเกือบสองร้อยกว่าปีแล้วที่นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรก็รู้ว่าการจ่ายพลังงานไฟฟ้านั้น ขดลวดหรือสายไฟนั้นไม่จำเป็นต้องสัมผัสกัน มอเตอร์ไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้านั้นประกอบด้วยขดลวด ซึ่งมีหน้าที่ในการถ่ายพลังงานให้แก่กันและเกิดปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าจากฝั่งที่ปล่อยพลังงาน จะดึงดูดกระแสจากขดลวดฝั่งรับพลังงาน ทำให้เกิดการถ่ายเทพลังงานระหว่างกัน จนเกิดเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเป็นคลื่นที่เคลื่อนที่โดยไม่อาศัยตัวกลาง ซึ่งขดลวดทั้งสองนี้ตั้งอยู่ในระยะที่ใกล้กัน แต่ไม่สัมผัสกัน ซึ่งคงเข้าใจนะเพราะเราเคยเรียนกันมาแล้วตอนม.3 ที่เขาทำการทดลองโดยนักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งที่จริงเราก็จำชื่อไม่ได้แล้วล่ะ ที่จำได้คือผลจากการทดลองนี้เขาเอามาทำเป็นไดนาโม(มั้ง)หลังจากนั้น นักวิทยาศาสตร์ยังค้นพบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปแบบของคลื่นวิทยุ และพบว่า แสง คือ รูปแบบพลังงานอย่างนึงของคลื่นแม่เหล็กฟ้า ซึ่งเป็นพลังงานที่เราได้รับจากดวงอาทิตย์นั่นเอง แต่การถ่ายเทพลังงานจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งโดยวิธีการแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้นยังไม่มีประสิทธิภาพนัก เนื่องจากลักษณะการถ่ายเทของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือแผ่กระจายรอบทิศ ซึ่งทำให้สูญเสียพลังงานจำนวนมากไปโดยเปล่าประโยชน์ Soljacic จึงนำหลักการของการเหนี่ยวนำระยะใกล้ (ไดนาโมนั่นแหละ)ที่เกิดขึ้นในหม้อแปลงไฟฟ้าหรืออุปกรณ์ที่มีลักษณะใกล้เคียงมาใช้แทนการแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ซึ่งการเหนี่ยวนำระยะใกล้นี้มีศักยภาพในการถ่ายเทพลังงานในระยะไกล อย่างเช่น จากมุมห้องนึงไปยังอีกมุมห้องนึงได้ โดยใช้เครื่องส่งสัญญาณแบบไร้รังสี บนสนามพลังแม่เหล็กไฟฟ้า ไปยังอุปกรณ์อิเล็กโทรนิคชนิดพิเศษที่ถูกออกแบบให้สะท้อนกับสนามแม่เหล็กได้ ซึ่งพลังงานที่จ่ายออกมาเกินอยู่จะถูกดูดกลับไปยังตัวจ่ายเอง ทำให้ไม่มีพลังงานค้างในบรรยากาศซึ่งผลลัพธ์ที่สำรวจได้ในขณะนี้พบว่า การถ่ายเทพลังงานแบบไร้สายนี้มีขอบเขตที่จำกัด โดยระยะทางที่ถ่ายเทพลังงานได้จะขึ้นอยู่กับขนาดของตัวรับสัญญาณ ยิ่งตัวรับสัญญาณมีขนาดใหญ่เท่าไหร่ ก็จะสามารถรับพลังงานได้ห่างจากแหล่งจ่ายพลังงานได้มากเท่านั้น และในการทดลองสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์แบบพกพานั้น มันสามารถชาร์จแบบเตอรี่ได้โดยตั้งในระยะห่างจากแหล่งจ่ายพลังงานประมาณ 2-3 เมตร ดังนั้นถ้าคุณวางแหล่งจ่ายพลังงานในทุกๆห้อง คุณก็จะสามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้จากทุกมุมในบ้านของคุณโดยเครื่องคอมพิวเตอร์แบบพกพาและโทรศัพท์มือถือจะเป็นอุปกรณ์ชนิดแรกที่จะถูกพัฒนาในเรื่องนี้ โดย Soljaic กล่าวว่า อุปกรณ์ชนิดอื่นๆในครัวเรือนก็จะสามารถใช้เทคโนโลยีนี้ได้เช่นกัน อย่างที่บ้านของเขา ก็มีหุ่นยนต์ดูดฝุ่นที่จะคอยทำความสะอาดพื้นห้องอย่างอัตโนมัติ ซึ่งมันทำงานได้อย่างยอดเยี่ยม แต่ติดตรงที่ข้อจำกัดที่ว่าเมื่อมันทำความสะอาดไปไม่เกินสองห้อง แบตเตอรี่ก็จะหมด และถ้ามันสามารถชาร์จตัวของมันเองได้ มันก็จะสามารถทำงานต่อไปได้ ยิ่งไปกว่านั้นเทคโนโลยีพลังงานไร้สายนี้ยังสามารถนำไปใช้กับโรงงานอุตสาหกรรมได้เช่นกัน
ข้อมูลเพื่มเติม: http://www.sciencedaily.com/releases/2006/11/061114190638.htm