Технология беспроводной зарядки беспилотных летательных аппаратов Wibotic получила маркировку CE

Обновлено: 27.03.2024

Многие эксперты сходятся во мнении, что нынешние атомные электростанции очень дороги. Например, американская консалтинговая компания Lazard заявляет в своем отчете «Анализ приведенных затрат на энергию», что стоимость ядерной энергии более чем в три раза превышает стоимость других источников (включая альтернативные).

Строительство многих крупных электростанций за рубежом сталкивается с технологическими проблемами, многолетними срывами графика и многократным превышением и без того огромных запланированных затрат - несмотря на нерешенную проблему захоронения радиоактивных отходов.

Отход от атомной энергетики во многих странах был вызван трагедиями в Черно б ыл е и на Фукусиме.

Вместо крупных ядерных блоков ученые предлагают использовать небольшие модульные блоки. Это не непроверенная революционная инновация, ведь их разработка началась в середине прошлого века, когда возникла необходимость втиснуть ядерную двигательную установку в тесные пространства подводных лодок. В последнее время к этим решениям обратились и частные производители.

Небольшой модульный реактор, как следует из названия, представляет собой небольшую установку, которая использует ядерное деление для производства энергии, как и обычный большой ядерный реактор. По сравнению с ним он производит меньшее количество энергии.

Визуализация небольшого реактора британской компании Rolls-Royce

Визуализация небольшого реактора британской компании Rolls-Royce

«Малые ядерные реакторы могут полностью изменить экономику», - сказал Роберт Рознер, физик из Чикагского университета в Иллинойсе. По данным Международного агентства по атомной энергии, это блоки с различными конструктивными решениями, которые имеют общую только электрическую мощность менее 300 МВт.

Эта концепция технически называется малыми модульными реакторами (Small modular reactors , SMR). NuScale Power, Rolls-Royce, Oklo и десятки других компаний в настоящее время начали разработку этой технологии. Большинство из них заявляют, что их системы появятся на рынке во второй половине 2020-х годов.

Например, реактор «Аврора» из Окло должен стать самым маленьким реактором в мире и, как говорят, вместе с генератором сможет обеспечить снабжение 1000 домов в течение 20 лет без необходимости технического обслуживания и замены топлива.

На одной из конференций представители корейской компании KHNP представили проект реактора SMART, который должен найти применение в Саудовской Аравии.

Британская компания Rolls-Royce представила проект PWR 400 MW - очень интересную концепцию небольшой атомной электростанции, которая интересна не только техническими решениями, но и эстетически благодаря грамотной интеграции в окружающую среду.

Компания Rolls-Royce является пионером передовых технологий, обеспечивающих чистые, безопасные и конкурентоспособные решения для удовлетворения жизненно важных потребностей нашей планеты в электроэнергии.

Малый модульный ядерный реактор Rolls-Royce

Малый модульный ядерный реактор Rolls-Royce

На слуху также интересный чешский проект реактора Energy Well, цель которого - разработать действительно небольшой модульный реактор с тепловой мощностью около 20 МВт. Такое устройство можно использовать везде, где требуется стабильный источник энергии, но требования к мощности не слишком высоки - например, удаленные промышленные комплексы, небольшие города и базы.

Принцип работы Energy Well спроектирован так, что реактор в целом будет сменным («ядерная батарея»). В то время как в обычном большом энергетическом реакторе необходимо постоянно менять ядерное топливо, небольшой реактор Energy Well и после «остывания» будет транспортироваться обратно на производственный объект для переработки.

Концепция ядерного реактора размером с Energy Well ставит новые технологические задачи для исследований и разработок. Чтобы такое устройство могло генерировать необходимое количество энергии, необходимо, чтобы оно работало при значительно более высоких перепадах температур, чем обычный ядерный реактор.

В то время как в больших реакторах пара достаточно для работы при рабочих температурах от 300 до 400 градусов Цельсия, для достижения требуемой мощности небольшого реактора необходимо достичь температуры в первичном диапазоне около 600 градусов Цельсия.

Однако эксплуатировать водяной контур при таких температурах уже невозможно - поэтому концепция предусматривает использование расплавов солей, особенно фторидов. Таким образом, их использование для охлаждения ядерной реакции требует существенно иной технологической концепции, которая является предметом независимых исследований и разработок.

При применении малые модульные реакторы будут строится не на месте электростанции, как сегодня, а на предприятии, специализирующемся на их серийном производстве. Их доставят на место на обычных автоприцепах, где специалисты их соберут и запустят - и на этом отпадет необходимость в обслуживании.

Поскольку одного заряда топливных элементов хватит на многие годы, они не будут заменены на месте, а весь реактор будет доставлен на завод-изготовитель, где необходимые операции будут выполняться промышленными роботами. Только тогда реактор будет перевезен обратно на место (или в другое место, где он будет интересен). Это исключает риск радиоактивного заражения.

Ядерная энергетика меняется. Строительство атомных электростанций - дело дорогостоящее, сложное и требует времени. Малые модульные ядерные реакторы - это недорогая альтернатива для глобального рынка. Благодаря модульной конструкции, построенной на заводе, они могут повысить надежность доставки, снизить сложность и оптимизировать безопасность.

Поскольку эти объекты намного меньше, чем сегодняшние атомные электростанции, основным преимуществом должна быть лучшая экономическая доступность таких источников энергии. Небольшой агрегат в целом будет более доступным для инвестиций - ожидается, что он будет стоить десятки миллионов долларов.

Инвестиции в приобретение будут лучше распределены по времени, а ввод в эксплуатацию сократится до доли сегодняшних сроков, поэтому в конечном итоге окупаемость будет быстрее.

Цена на энергию, произведенную таким образом, также не будет зависеть от колебаний цен на нефть и другие углеводороды на мировом рынке из-за политических кризисов и других непредсказуемых факторов. Его реализация на практике может ускорить политическую борьбу с выбросами парниковых газов.

Интерес к разработке небольших модульных реакторов проистекает из стремления снизить затраты, а также предложить потребителям электроэнергию независимо от крупных распределительных сетей. Поэтому его в основном поддерживают крупные государства с необитаемыми территориями, такие как Канада или Китай. Но Великобритания, Япония и другие страны тоже заинтересованы.

Однако есть и критики, которых в основном беспокоят конструктивные дефекты и риски безопасности при децентрализованном серийном производстве ядерных установок.

По мере того, как перевозка грузов беспилотниками будет превращаться из экспериментальной в коммерческую, растет интерес к решениям, которые компенсировали бы малую емкость батарей БЛА. Особенно к решениям беспроводной зарядки, например, к изделиям стартапа WiBotic. В этой компании используется метод индуктивной передачи энергии, позволяющий беспроводно заряжать, в частности, батареи БЛА.

Использование электромагнитных полей началось еще в конце XIX века. Сейчас наиболее распространены индуктивная связь и магнито-резонансная технология. Индуктивный способ хорошо работает на близком расстоянии между приемной и передающей антеннами, но быстро перестает быть эффективным по мере роста расстояния между ними. Магнито-резонансная технология имеет выраженный пик на расстоянии, близком к радиусу катушки, но также быстро перестает быть эффективным по мере удаления приемной антенны. В WiBotic разработали адаптивную технологию, которая обеспечивает надежную и сравнительно эффективную зарядку на различных расстояниях, причем даже при вертикальном, горизонтальном и угловом смещении заряжаемого объекта.

Архитектура решения WiBotic


В системе используются приборы GaN, что обеспечивает надлежащую энергоэффективность.

Компания WiBotic получила знаки CE для двух из своих систем беспроводной зарядки 300 Вт и 250 Вт. Знак CE обеспечивает строгие требования к безопасности, охране здоровья и окружающей среды для продуктов, продаваемых в европейском сообществе.

В интервью EE Times Europe Бен Уотерс, генеральный директор WiBotic, отметил, что передатчик и со встроенным зарядным устройством прошли сертификацию CE после прохождения ряда серьезных тестов.

Технология WiBotic позволяет быстро заряжать дроны

Знак CE

Маркировка CE является ключевой частью маркетинга продукта в европейском сообществе, но в то же время требует проведения многочисленных тестов для оценки продукта с точки зрения безопасности и надежности.

Знак CE - это заявление производителя о том, что требования соответствующих европейских директив соблюдены. Такой знак на продукте, его упаковке или сопроводительной информации указывает на соблюдение минимальных уровней качества, здоровья и безопасности.

Технология WiBotic

Технология WiBotic позволяет быстро заряжать дроны и роботов среднего размера, благодаря чему можно сделать более эффективным и расширить применение дронов и робототов для различных промышленных приложений.

«Мы много работаем с нашими стандартными продуктами для зарядки аккумуляторов, помимо беспроводной зарядки. В мире растет число стандартов зарядки аккумуляторов и стандартов эффективности зарядки. Мы работаем над удовлетворением этих требований, а также продолжаем улучшать нашу линейку беспроводных продуктов для уменьшения размера, веса и повышения эффективности», - сказал Уотерс.

TR-301 - это мощный передатчик, способный передавать до 300 Вт на широкий спектр продуктов, включая дроны. Он поддерживает как зарядные устройства OC-251 и OC-301.

Система может быть установлена ​​в виде «дрон-в-коробке» и на посадочных площадках. Как отдельное устройство его можно закрепить на стене для наземных роботов, аналогично тому, как роботы-пылесосы возвращаются на базовую станцию ​​для подзарядки.

Надежность беспроводной зарядки дает роботам и дронам большую автономию, требуя меньшего вмешательства человека и обслуживания, чем системы контактной зарядки.

истема беспроводной зарядки WiBotic с передатчиком TR-301 и встроенным зарядным устройством OC-301

Система беспроводной зарядки WiBotic с передатчиком TR-301 и встроенным зарядным устройством OC-301

Дрон, оснащенный бортовым зарядным устройством WiBotic OC-251, установлен на WiBotic PowerPad (передатчик TR-301 в корпусе)

Дрон, оснащенный бортовым зарядным устройством WiBotic OC-251, расположенный на WiBotic PowerPad (передатчик TR-301 в корпусе)

Уотерс указал, что встроенные зарядные устройства обеспечивают совместимость с большинством типов аккумуляторных батарей и полностью программируются между 0-60 В и 0-30 А (OC301) или 0-12 А (OC251). Кроме того, бортовые зарядные устройства могут связываться с дроном или роботом по CANbus.

Поскольку полеты дронов и использование роботов становятся все более постоянными и повторяющимися, использование современных беспроводных зарядных станций дает возможность быстрой зарядки, не мешая работе.

Уотерс подчеркнул, что размер, вес, мощность и стоимость - это четыре основных элемента, которые WiBotic слышит от своих клиентов.

«Меньший размер, меньший вес, более высокая мощность (и более высокая эффективность) и более низкая стоимость - все это важные вещи, над которыми мы должны работать. Конечно, здесь есть несколько компромиссов . меньший размер иногда означает, что при том же количестве энергии вырабатывается больше тепла. Поэтому мы работаем над тем, чтобы уравновесить все эти компромиссы и обеспечить высокие стандарты надежности.

Аппаратное обеспечение сложно спроектировать, но силовая электроника особенно сложна. «Повышение надежности и соблюдение стандартов сертификации - это постоянно развивающиеся усилия в WiBotic», - сказал Уотерс.

Читайте также: