Kablosuz Enerji Aktarımı

Enerjinin kablosuz olarak aktarılması, 200 yıla aşkın bir süredir üzerinde kafa yorulan bir düşünce olmasına rağmen, hala çözümünü etkin olarak yaşama geçiremediğimiz en önemli sorunlarımızdan birisidir. Tesla'nın rüyası olan kablosuz enerji aktarımı, günümüzde bazı bilim adamları tarafından tekrar hayata geçirilmeye çalışılıyor. Bu yazımızda, kablosuz enerji aktarımının detaylarından ve Tesla'nın rüyasından bahsedeceğiz.

A- A+

06.05.2015 tarihli yazı 97920 kez okunmuştur.

Enerji Kablo Rezonans Frekans Colarado Deneyi Tesla

“Bizden önceki birçok jenerasyonda makinelerimiz dünyada herhangi bir yerde elde edilen enerji ile çalıştırıldı. Bu yeni bir şey değil. Gücünü topraktan alan etkileyici Antheus mitosunda, büyük matematikçilerinizin spekülasyonlarına rastladığımız bir şey var. Enerji uzayın her yerinde. Bu enerji statik mi, kinetik mi? Eğer statik ise umutlarımız boşuna; eğer kinetik ise "ve böyle olduğunu biliyoruz" insanlık için makineleri bu doğanın döngüsüne bağlamak sadece bir zaman meselesidir.”

Nikola Tesla

Enerjinin Kablosuz Olarak Aktarımı

Enerjinin kablosuz olarak aktarımı 200 yıla aşkın bir süredir üzerinde kafa yorulan bir düşünce olmasına rağmen hala hazırda çözümünü etkin olarak yaşama geçiremediğimiz en önemli sorunlarımızdan birisi. Tesla ile başlayan bu serüven, teknolojinin çok disiplinli bir alan olarak yön almasıyla önemini giderek artırmış, farklı disiplinlerin ortak bir çalışma alanı haline gelmiştir. Dahası ileride yaşanabilecek muhtemel sorunların çözümü olarak gösterilen bir takım önerilerin hayata geçirilmesinde kablosuz enerji aktarımı önemli rol oynamaktadır.

►İlginizi Çekebilir: Elektrikli Araç Teknolojisinde Kablosuz Şarj

Örneğin yaşanan enerji darboğazıyla birlikte elektrikli araçlar geleceğimiz için olmazsa olmaz hale gelirken, beraberinde şöyle bir soru da getiriyor: Kim aracını prize takıp şarj etmek istemez ki? Bu yüzden enerjinin kablosuz aktarımı sadece kendi içinde değil, diğer birçok alanla birlikte değerlendirilmesi gereken bir olgu. İnsanoğlunun bu zorlu olguyla mücadelesi Tesla’nın büyük gayretine rağmen sonuçlanmamış, aradan geçen uzun yıllar sonra Intel ve Sony ile devam etmiş, nihayetinde ilk somut başarı 2007 yılında MIT profesörlerinden oluşan bir takım tarafından elde edilmiştir. Çalışmaların sonuçları şu anda küçük ölçekli olsa da kablosuz enerjinin geleceği için büyük umutlar vaat ediyor.

Tesla'nın En Büyük Amacı

Tesla’nın hayatı boyunca en büyük amaçlarından biri elektriği herkes için ulaşılabilir kılmaktı. Bu amaç için öncelikle elektriği kablosuz olarak transfer etmeyi planlamıştır. Tesla’nın 1895 yılında laboratuvarında çıkan büyük yangından sonra taşındığı Colorado Spring kasabasındaki deneylerinde vaktinin çoğunu bu meseleye ayırmıştır. Tesla’nın burada en büyük amacı Londra-New York arasında elektriği kablosuz iletmekti.

Nitekim meşhur Colorado deneyinde bunu başarmıştır. Tesla’ya göre enerjinin kablosuz transferi çok yüksek frekanslarda mümkün olabilirdi. Tesla, düşük frekanslardaki merkezlerden aldığı elektrik gücünü milyonlarca kat fazlasına çıkarır, böylece elektriği dünyanın herhangi bir yerindeki alıcıya rahatlıkla gönderebileceğini düşünür. Tesla, bu amaçla en iyi iletken olan yer küreyi model alır. Basit bir mantıkla yüksek değerdeki elektrik akımlarını topraklayan Tesla, bu akımı aynı yerden başka bir akımla destekler, böylece dalga gücünü giderek büyütür.

Işık hızında hareket eden bu akım, dünyanın merkezinden geçerek geri döner ve küçük kuvvetlerin birleşmesiyle rezonanssal bir biçimde devasa bir dalga meydana getirir. İşte Tesla’nın ünlü Wardenclyfee kulesinin amaçlarından biri bu devasa dalgayı oluşturarak enerjinin kablosuz iletimiydi. Ancak Tesla’nın en önemli mali destekçisi J.P Morgen’nın enerjinin yok fiyata satılacağı gerekçesiyle projeden tüm desteğini çekmesiyle proje rafa kalkmıştır. Tesla daha sonraları bu fikri George Westinghouse’da teklif etse de o da aynı gerekçeyle projeyi reddetmiştir. Böylece insanlık adına önemli bir fırsat kaçırılmıştır.

Şekil 1: Bir amacı da enerjiyi kablosuz iletmek olan WardenClyffe kulesi 1.5 milyon dolara mal oldu. Ne yazık ki projeden mali desteklerin çekilmesiyle proje sonlandırıldı ve kule de yıkıldı

►İlginizi Çekebilir: Tesla vs. Edison | Akım Savaşları

Rezonans Frekansı

Aradan geçen yıllarda çalışmalar sürse de ilk ciddi başarı 2007 yılında geldi. Liderliğini Hırvat fizikçi ve elektrik mühendisi Marin Saljacıc’in yaptığı Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde (MIT) çalışan uzmanlardan oluşan takım 2 metre uzaktan 60 watt gücünde bir ampulü yakmayı başardı. Bu çalışmada kaynak alınan olgu rezonans frekansı aynı olan nesneler (Rezonans, bir sistemin belirli bir frekansta maksimum dalga genişliğinde titreşim verme eğilimidir. Bu frekansa, rezonans frekansı denir).

Rezonans frekansı aynı olan nesneler, yüksek verimlilikle enerji transferi yapma eğilimindedirler. Çalışmada her biri kendinden frekans halinde bulunan iki bobin kullanılmaktır. Verici bobin, yani güç kaynağına bağlı bobin belli frekansta salınım yapan bir manyetik dalga yayıyor. Diğer bobinse manyetik alanla aynı rezonansa girerek üzerine oluşan enerjiyi çeker. Burada oluşan manyetik alan radyasyon yaymadığı için alıcı bobin tarafından alınamayan enerji, verici bobinin içinde kalır. Böylece bu sistem diğer klasik sistemlerden (örneğin trafolarda da kullanılan yakın mesafelerdeki bobinlerin manyetik indüklenmesi sonucu güçlerin aktarılması) ayrılır. Çünkü sistemde taşınabilecek enerjinin menzili küçük olmasına rağmen, verimliliği diğer sistemlerle kıyaslanmayacak kadar büyüktür. Sistemin menzilininse bir odadaki tüm cihazları çalıştırmaya yetecek enerjiyi sağlayabileceği belirtiliyor. Zaten ilk aşamada amaç elektronik cihazların kablosuz olarak kullanımı sağlamak.

Şekil 2: Sistemin menzili şu an kısıtlı olsa da verimliliği benzer sistemlere oranla çok yüksektir

Yine aynı takım tarafından kurulan Wi-Tricity şirketi kablosuz enerjinin ticarileşmesi açısından önemli bir adım. Şirket elektrikli araçların da kablosuz şarj edilmesi için çalışmalar yapmakta.

►İlginizi Çekebilir: Kablosuz Elektrik İletiminde Rezenatörler

Kablosuz enerji transferi artık bir teoriden öte bir gerçeklik. Tesla’nın öncülüğünü yaptığı bu serüven tam anlamıyla gerçekleştiğinde hiç şüphesiz yeni bir çağı da müjdeliyor olacak. Elektrikli araçlar sektöründen elektronik sektörüne kadar büyük bir değişim yaşanacak. Bu da gösteriyor ki kablosuz enerjinin iletimi sadece mühendislik açısından değil ekonomik ve sosyal açıdan da büyük bir devrime neden olacağıdır.

Kaynak:

► Paultan

► MIT
► Bilim ve Gelecek