Al igual que la transmisión de señal inalámbrica, ¿por qué no podemos transmitir electricidad inalámbrica en todo el mundo?

En principio, no hay diferencia entre transferir energía por radio o electricidad inalámbrica.

Pero con la radio nos importa poco la eficiencia de la transmisión. Mi radio FM recibe alrededor de 100microV en 72 ohmios, eso es alrededor de 0.13 nanoWatts.

Eso es lo que el efecto de la ley del cuadrado inverso ha causado a los 40kW que irradia el transmisor en Peterboruogh, a 40 kilómetros de distancia.

Estación transmisora ​​de Peterborough – Wikipedia

Ahora para lograr ese nivel de eficiencia (hemos pasado de [matemáticas] 40 \ veces 10 ^ 3 vatios [/ matemáticas] a [matemáticas] 1.3 \ veces 10 ^ -10 vatios [/ matemáticas]) hemos usado una antena exactamente la mitad de una longitud de onda de largo en ambos extremos de este enlace bastante ineficaz.

A 50Hz eso requeriría una antena de 2997924 metros de largo tanto en el transmisor como en mi casa. Eso es nueve veces más alto que la caída de un globo que Felix Baumgartner hizo en caída libre. Toda una antena.

Ahora suponga que el presupuesto de pérdidas es el mismo, lo será, ya sabe. Si quiero hacer funcionar un hervidor eléctrico de 3kW, el transmisor tendrá que generar 1555200000000000 vatios.

Eso me parece asombrosamente improbable. Un par de antenas que sobresalen de la atmósfera, enviando 1555 trillones de vatios solo para hervir mi tetera.

Debido a que no tenemos una buena manera de apuntarlo, y si simplemente “lo enviamos a todas partes”, se necesitaría demasiado poder.

Piensa en ello de esta manera:

Las señales de radio están en el mismo espectro que la luz. No podemos verlos, pero parpadean “colores” de manera que las computadoras pueden “leer” de manera similar a cómo podemos leer semáforos y carpas.

Pero no puede sostener un panel solar y tomar la energía de un semáforo. La luz está hecha para producir lo suficiente como para ser comprensible sin desperdiciar energía. No es suficiente aprovechar prácticamente.

Si el sol es lo suficientemente brillante como para sentir calor en su piel, es lo suficientemente brillante como para producir buena energía con un panel solar.

Afortunadamente, somos “transparentes” a muchas señales de radio, por lo que es posible que no nos hagan sentir tan cálidos, pero el principio es el mismo: si quieres “alimentar el mundo”, tendrías que tener una señal de radio lo suficientemente brillante como para ser efectivo. Dado que los paneles solares son moderadamente efectivos, podríamos usar eso como punto de referencia para determinar exactamente cuán “brillantes” tendrían que ser nuestros transmisores de potencia inalámbricos: muy, muy brillantes.

En ese punto, diría que reproducir esa cantidad de energía no es práctico, mientras que el uso de paneles solares es mucho mejor.

En realidad, no transmitimos la mayoría de las señales de forma inalámbrica. Si bien no hay ningún cable que conecte mi teléfono a la torre, las señales entre la torre y la red troncal de Internet viajan en vidrio o cobre.

Esto es necesario porque si se transmitieran de forma inalámbrica se desvanecerían en proporción al cuadrado de la distancia desde el transmisor. Debido a que las señales pueden ser impulsadas por amplificadores locales, este desvanecimiento puede superarse si lo único que desea es transmitir información, pero eso no funcionará para la potencia porque los amplificadores mismos requieren potencia. Incluso con amplificadores, es aún más eficiente usar cables entre la torre y la red troncal.

Para la energía, no se ha encontrado nada que tenga menos pérdidas que la transmisión punto a punto a través de cables de alto voltaje y no espero que ocurra nada, aunque la generación distribuida local podría ser más importante.

Al igual que la transmisión de señal inalámbrica, ¿por qué no podemos transmitir electricidad inalámbrica en todo el mundo?

La transmisión de señal inalámbrica no es “igual que” la transferencia de energía inalámbrica. Si lee sobre transmisión de radio y electromagnetismo (muy recomendable, ya que son temas fascinantes), verá las diferencias.

Para la transmisión de señal inalámbrica, la potencia recibida puede ser muy baja. Solo tiene que estar por encima del ruido de fondo para ser captado de manera coherente (y puede ser menor con algunas técnicas).

Para la transferencia de energía inalámbrica, la energía recibida tiene que ser mucho mayor, del orden de un gran porcentaje de la energía utilizada para generar las ondas electromagnéticas en primer lugar. De lo contrario, se utilizarían otras formas de transferencia de energía (baterías u otras formas de almacenamiento de energía portátil, cables a una fuente de energía, etc.).

Hay algunos escenarios en los que la eficiencia de la transferencia de energía no es crítica, como donde está cargando su teléfono inteligente, donde si el 50% de la energía generada se pierde en la transferencia, eso no es gran cosa.

Nikola Tesla afirmó que encontró una manera de transferir energía eléctrica en todo el mundo, sin cables. No sé si su reclamo fue fundado, pero fue muy inteligente e innovador (tenía alrededor de 300 patentes e inventos bajo su nombre).

El problema con la transmisión de señal inalámbrica es que la intensidad de la señal disminuye mucho con la distancia. Además, la frecuencia utilizada por las redes eléctricas (50–60 Hz) no es adecuada para la propagación de RF.

Si transmitiéramos grandes cantidades de energía, no se haría a 50 / 60Hz. Sería en alguna frecuencia muy alta. Como han dicho otros, sería extremadamente ineficiente, ya que la mayor parte del poder se desperdiciaría. De hecho, gran parte iría al espacio exterior. Y no se mediría a ningún cliente.

Pero otro problema sería la seguridad o la seguridad percibida. Las personas tienen miedo de los pocos vatios transmitidos por torres de microondas o teléfonos celulares, y se preguntan si causa cáncer. De hecho, la gente se preocupa por la minúscula energía de un teléfono celular o un nodo de Wi-Fi.

¡Imagine la reacción violenta si comenzamos a emitir megavatios de potencia en áreas pobladas!

Parece que puede! Examine algunos de los trabajos de Nikola Tesla sobre alimentación inalámbrica (a escala mundial). En particular, vea el GRAN video (El secreto de Nikola Tesla). Estaba trabajando en su torre gigante, que se detuvo cuando JP Morgan (fuente de dinero) desconectó el proyecto cuando se dio cuenta de que este poder era “GRATIS”. Morgan declaró: “Lo mejor que pudimos hacer (con fines de lucro) fue vender antenas”

Porque no es eficiente. Un transmisor de radio comercial usa mucha potencia, pero solo una pequeña cantidad es recibida por una radio. La mayor parte del poder se desperdicia. Incluso si pudiéramos hacerlo, habría un problema con personas no autorizadas que aprovechen ese poder de forma gratuita.

Ver el trabajo de Nikola Tesla; esa era la ambición de su vida. Un problema es que los altos voltajes estáticos tienden a producir grandes chispas, que tienden a ser efectos secundarios ineficientes e improductivos. Tenga en cuenta que construyó una torre para hacer eso en Shoreham, Nueva York (en Long Island) a principios de 1900. Pero se desplomó sin producir ningún resultado. Irónicamente, una planta de energía nuclear también se construyó en Shoreham más adelante en el siglo que, aunque completa, también se desechó antes de producir electricidad.