В проекте комнаты реализована технология QSCR - Quasistatic Cavity Resonance, что переводится с английского как «квазистатический полостной резонанс». Данная технология предполагает беспроводную подачу энергии внутрь объема отдельно взятого помещения, чтобы мобильные устройства, находящиеся внутри комнаты можно было бы заряжать без участия кабеля. По замыслу инженеров, в будущем такими зарядными технологиями будут оснащаться офисы.
Обычно человеку, для зарядки планшета, телефона или другого электронного гаждета, приходится искать розетку, в которую можно воткнуть зарядник. Это часто оказывается сопряжено с рядом неудобств: не всегда розетка находится рядом, к тому же ходить по помещению с гаджетом в руках пользователь уже не сможет.
Внешние аккумуляторы также не всегда удобны, так как это дополнительный вес, дополнительное место и т. д. Что касается нового способа, то он на корню решает все перечисленные проблемы, ведь энергия для подзарядки передается беспроводным способом через пространство.
Зарядные устройства на базе стандарта Qi уже давно планомерно внедряются и завоевывают популярность среди потребителей. Принцип работы таких устройств — явление электромагнитной индукции, когда две катушки (одна передающая, а другая — приемная) взаимодействуют на расстоянии через электромагнитное поле, и одна катушка является источником энергии, а другая — приемником электричества. Но такие зарядные станции обычно эффективны только на небольших расстояниях, не более диаметра катушки передатчика, и заряжаемое устройство приходится поэтому класть для зарядки на специальную подставку.
Особенность нового метода заключается в преодолении названных технических ограничений. В пределах комнаты можно будет ходить со смартфоном, и он при этом будет продолжать заряжаться. Большое количество энергии будет все время доступно в пределах объема всей комнаты. При этом квазистатический резонанс в полости безопасен для человека. Однородное магнитное поле просто пульсирует в замкнутом пространстве с частотой 1,32 МГц.
Прототип комнаты — квадратное помещение размером 4,9 на 4,9 метра, высотой 2,3 метра, причем в пол, в стены и в потолок вмонтированы алюминиевые панели, а в центре комнаты установлен медный столб, 72 миллиметра диаметром.
В середине столба сделан 25 миллиметровый разрыв, в который вмонтирован конденсатор электроемкостью 7,3 пф. Когда на столб поступает переменное напряжение с частотой 1,32 МГц, в помещении вокруг столба образуются стоячие электромагнитные волны — на этом и основан принцип передачи энергии в пространство комнаты.
Когда инженеры подали ток от генератора на пластины, и подстроили частоту к резонансному значению в 1,32 МГц, от столба начали излучаться волны, которые взаимодействуя между собой образовали устойчивую картину стоячих волн внутри помещения.
В результате получилось однородное электромагнитное поле, максимальная магнитная индукция которого приходилась на пространство вблизи медного столба в центре, минимальная — между столбом и стенами. В данных условиях оставалось только разместить приемную катушку в любом месте внутри комнаты, и получать электричество для питания гаджетов.
Во время эксперимента мощность, передаваемая внутрь комнаты, составила около 15 ватт, чего оказалось достаточно для питания одновременно десятка устройств: ламп, вентилятора, сотового телефона. Компьютерное моделирование позволило исследователям прийти к выводу, что принципиально без вреда для человека в комнату можно непрерывно подавать 1,9 кВт мощности, чего будет достаточно для питания 320 устройств, примерно по 6 ватт на каждое, как если бы заряжались 320 телефонов.
Кстати, технологию можно и масштабировать, например включить в систему несколько столбов, каждый из которых будет установлен на свою часть площади, например в большом ангаре или в гараже.
В планах разработчиков сделать панели модульными или даже заменить их на проводящую краску, которой стены, пол и потолок будут покрываться необходимым слоем. То есть пути для модернизации просматриваются уже сейчас. Для помещений большой площади, как отмечалось выше, достаточно будет смонтировать несколько медных столбов.
Остается только один серьезный нюанс: комната физически является замкнутым контуром и экранирует внешнее излучение, поэтому внутрь не поступают сигналы сотовых предающих станций и радиосигналы. Тем не менее, технология может показаться привлекательной и производителям инфраструктуры для электромобилей, например загнав электромобиль в поле действия QSCR, его аккумулятор можно будет зарядить всего за полчаса.
