[go: up one dir, main page]

RU2538160C2 - Method and device for wireless electric power supply to remote consumers of electrical energy via laser beam - Google Patents

Method and device for wireless electric power supply to remote consumers of electrical energy via laser beam Download PDF

Info

Publication number
RU2538160C2
RU2538160C2 RU2013111315/07A RU2013111315A RU2538160C2 RU 2538160 C2 RU2538160 C2 RU 2538160C2 RU 2013111315/07 A RU2013111315/07 A RU 2013111315/07A RU 2013111315 A RU2013111315 A RU 2013111315A RU 2538160 C2 RU2538160 C2 RU 2538160C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
laser beam
energy
frequency
tesla
Prior art date
Application number
RU2013111315/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013111315A (en
Inventor
Александр Александрович Звонов
Original Assignee
Александр Александрович Звонов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Александрович Звонов filed Critical Александр Александрович Звонов
Priority to RU2013111315/07A priority Critical patent/RU2538160C2/en
Publication of RU2013111315A publication Critical patent/RU2013111315A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2538160C2 publication Critical patent/RU2538160C2/en

Links

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention is based on optic connection of a Tesla high-voltage source to an electrical energy consumer by directing a laser beam to the electrical energy consumer, photo-ionisation of atmosphere on the way of propagation of the laser beam by increasing laser emission energy to photo-ionisation energy of components of atmospheric air in the laser beam and after formation in the laser beam of a current-carrying passage - resonant transfer via it of electrical energy with voltage of tens - hundreds of kilovolts using a Tesla resonant transformer. The current-carrying passage in atmosphere is created by pulse multiple-frequency laser emission with pulse repetition period that is larger than plasma relaxation time in the laser beam; difference in adjacent frequencies of multiple-frequency laser emission is chosen as equal to or divisible by the corresponding frequencies of Fraunhofer lines of absorption of electromagnetic radiation with molecules and/or atoms of atmospheric air; duration of laser pulses is chosen so that it is not shorter than the time of propagation of potential wave along the laser beam, and resonant frequency of high voltage transfer via the current-carrying passage is chosen in the range of unities - tens of kHz, and it is synchronised with laser pulse repetition frequency.
EFFECT: reduction of laser energy costs on ionisation of air medium and increase of transfer coefficient of electrical energy via a laser beam.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу и устройству для передачи электрической энергии.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to a method and apparatus for transmitting electrical energy.

Известен способ электропитания /1÷2/ электротехнических устройств с использованием генератора переменного напряжения, подключаемого к потребителю, отличающийся тем, что напряжение генератора подают на низковольтную обмотку высокочастотного трансформаторного преобразователя, а один из выводов высоковольтной обмотки соединяют с одной из входных клемм электротехнического устройства, при этом изменением частоты генератора добиваются установления резонансных колебаний в образованной электрической цепи.A known method of power supply / 1 ÷ 2 / electrical devices using an alternating voltage generator connected to a consumer, characterized in that the voltage of the generator is applied to the low voltage winding of the high-frequency transformer converter, and one of the terminals of the high voltage winding is connected to one of the input terminals of the electrical device, this change in the frequency of the generator to achieve the establishment of resonant oscillations in the formed electrical circuit.

Устройство, реализующее данный способ, представляет собой источник переменного напряжения, преобразователь частоты и, высокочастотный трансформатор, один вывод высоковольтной секции которого изолирован или заземлен, а второй предназначен для подачи высоковольтной энергии потребителю /3÷6/.A device that implements this method is an AC voltage source, a frequency converter, and a high-frequency transformer, one terminal of the high-voltage section of which is insulated or grounded, and the second is designed to supply high-voltage energy to the consumer / 3 ÷ 6 /.

В известном способе /1÷2/ и устройстве /3÷6/ используют однопроводную систему передачи энергии потребителю. В данном способе питания электротехнических устройств отсутствует выделение тепла в проводнике, подводящем электрическую энергию, что обуславливает возможность использовать проводники малого поперечного сечения без потери электроэнергии на их нагрев.In the known method / 1 ÷ 2 / and the device / 3 ÷ 6 / use a single-wire system for transmitting energy to the consumer. In this method of supplying electrical devices, there is no heat in the conductor supplying electrical energy, which makes it possible to use conductors of small cross-section without loss of electricity to heat them.

Недостатком известного способа и устройства является необходимость использования для передачи энергии опор, изоляторов, провода или кабеля, что увеличивает стоимость передачи электроэнергии.A disadvantage of the known method and device is the need to use supports, insulators, wire or cable for energy transfer, which increases the cost of electricity transmission.

Другим недостатком является невозможность прямого использования известного способа и устройства для непосредственного питания движущихся электрических транспортных средств (автомобилей, тракторов, самолетов, ракет, кораблей, дирижаблей) из-за жесткой связки их приемного и передающего трактов проводной линией связи.Another disadvantage is the inability to directly use the known method and device for the direct power supply of moving electric vehicles (cars, tractors, airplanes, missiles, ships, airships) due to the rigid connection of their receiving and transmitting paths with a wired communication line.

Известен способ и устройство для беспроводного электропитания удаленных потребителей электрической энергии по лазерному лучу /7/, в том числе для непосредственного питания стационарных и мобильных электрических транспортных средств: автомобилей, тракторов, самолетов, ракет, кораблей, дирижаблей и т.д.A known method and device for wireless power supply to remote consumers of electric energy through a laser beam / 7 /, including for direct power supply of stationary and mobile electric vehicles: cars, tractors, planes, rockets, ships, airships, etc.

Известный способ и устройство для беспроводного электропитания удаленных потребителей энергии по лазерному лучу основаны на оптическом соединении высоковольтного источника Тесла с потребителем электрической энергии путем направления (наведения) лазерного луча на потребителя электрической энергии, фотоионизации атмосферы на пути распространения лазерного луча путем увеличения (после установления факта наведения) энергии лазерного излучения до энергии фотоионизации составляющих атмосферного воздуха в лазерном луче и после образования в лазерном луче токопроводящего канала - резонансной передаче по нему электрической энергии напряжением десятки - сотни киловольт с использованием резонансного трансформатора Тесла.The known method and device for wireless power supply of remote energy consumers via a laser beam is based on the optical connection of a Tesla high-voltage source to an electric energy consumer by directing (pointing) a laser beam to an electric energy consumer, photoionizing the atmosphere along the laser beam propagation path by increasing (after establishing the fact of pointing ) laser radiation energy before the photoionization energy of atmospheric air components in the laser beam and after anija in the laser beam of the conductive channel - transmission resonance by dozens of electrical power voltage - hundreds of kilovolts using resonant Tesla transformer.

При этом проводящий канал формируют непрерывным лазерным излучением или с помощью генератора излучения в импульсном режиме с синхронной подачей на проводящий канал электрических импульсов от высоковольтного высокочастотного трансформатора Тесла. В качестве источника лазерного излучения предлагается использовать инфракрасный CO2-лазер с длиной волны 10,6 мкм мощностью 1 кВт, неодимовый лазер с удвоением частоты с длиной волны 0,53 мкм и электрической мощностью 0,5 кВт, генератор рентгеновского и другого излучения, генератор аэрозолей и другие устройства, создающие повышенную проводимость канала по оси пучка излучения.In this case, the conductive channel is formed by continuous laser radiation or using a radiation generator in a pulsed mode with a synchronous supply of electrical impulses to the conductive channel from the Tesla high-voltage high-frequency transformer. It is proposed to use an infrared CO 2 laser with a wavelength of 10.6 μm with a power of 1 kW, a neodymium laser with frequency doubling with a wavelength of 0.53 μm and an electric power of 0.5 kW, an X-ray and other radiation generator, a generator as a source of laser radiation aerosols and other devices that create increased channel conductivity along the axis of the radiation beam.

Недостатком известного способа и устройства /7/, выбранного в качестве прототипа, является повышенные потери электрической энергии на формирование токопроводящего канала, приводящие к снижению коэффициента полезного действия (КПД) электропитания удаленных потребителей электроэнергии.The disadvantage of this method and device / 7 /, selected as a prototype, is the increased loss of electrical energy on the formation of a conductive channel, leading to a decrease in the efficiency (efficiency) of power supply to remote consumers of electricity.

Это связано с тем, что длина волны 10,6 мкм инфракрасного CO2-лазера с мощностью 1 кВт и длина волны 0,53 мкм неодимового лазера, используемые преимущественно в радиолокации и оптической связи /8÷11/, выбраны из условия попадания в окна прозрачности атмосферы. При этом с помощью указанных лазеров эффект электрической ионизации воздушной среды (см. в /8, 10, 14/ «световой пробой») возможен в ограниченном объеме (в точке фокусировки) только путем создания высокой (109 Вт/см2) плотности мощности электромагнитного излучения (ЭМИ) и его электрического поля в точке фокусировки (Eпр≈30 кВ/см).This is due to the fact that the wavelength of 10.6 μm of an infrared CO 2 laser with a power of 1 kW and the wavelength of 0.53 μm of a neodymium laser, used mainly in radar and optical communications / 8 ÷ 11 /, are selected from the condition of getting into the windows transparency of the atmosphere. Moreover, using these lasers, the effect of electrical ionization of the air (see in / 8, 10, 14 / “light breakdown”) is possible in a limited volume (at the focal point) only by creating a high (10 9 W / cm 2 ) power density electromagnetic radiation (EMR) and its electric field at the focal point (E pr ≈30 kV / cm).

При этом за счет «светового пробоя», приводящего к сплошной ионизации практически всех составляющих частиц атмосферного воздуха в приземных слоях атмосферы /12÷16/, в точке фокуса создается плазма с плотностью ( n 2 у д 10 19 ÷ 10 21 с м 3

Figure 00000001
). Такая плотность плазмы блокирует /15÷18/ дальнейшее распространение лазерного излучения с частотами, ниже частоты рентгеновского излучения, и препятствует образованию токопроводящего канала в атмосфере достаточной длинны для электропитания удаленных потребителей электричества.In this case, due to the “light breakdown”, which leads to continuous ionization of almost all the constituent particles of atmospheric air in the surface layers of the atmosphere / 12–16 /, a plasma with a density ( n 2 at d 10 19 ÷ 10 21 from m - 3
Figure 00000001
) Such a plasma density blocks / 15 ÷ 18 / the further propagation of laser radiation with frequencies lower than the x-ray frequency and prevents the formation of a conductive channel in the atmosphere long enough to power remote consumers of electricity.

Использование рентгеновского лазера /7/ для создания токопроводящего канала в атмосфере также проблематично из-за его высокой ионизирующей способности и быстрого расхода энергии ЕИ на создание протяженных каналов с плотностью плазмы n 2 у д 10 19 ÷ 10 21 с м 3

Figure 00000002
. Учитывая малую /19, 24/ длину свободного пробега рентгеновского излучения в атмосфере - единицы ÷ десятки м, а также низкий /8, 15/ КПД (≤1%) преобразования электрической энергии в электромагнитную в рентгеновском диапазоне ЭМИ, использование рентгеновского лазера /7/ для передачи электрической энергии в линиях Тесла также проблематично.The use of an X-ray laser / 7 / to create a conductive channel in the atmosphere is also problematic because of its high ionizing ability and the fast energy consumption E AND for creating extended channels with a plasma density n 2 at d 10 19 ÷ 10 21 from m - 3
Figure 00000002
. Given the small / 19, 24 / free path of x-ray radiation in the atmosphere - units ÷ tens of meters, as well as the low / 8, 15 / efficiency (≤1%) of conversion of electrical energy into electromagnetic energy in the X-ray range of electromagnetic radiation, the use of an X-ray laser / 7 / for the transmission of electrical energy in Tesla's lines is also problematic.

Минимальное значение энергии Eи, требуемой для реализации способа и устройства по прототипу, в первом приближении может быть найдено /8, 14, 17, 18/ из выражения E и = ( h ν ) n 2 у д ( π r 2 D )

Figure 00000003
, где: (h·ν) - энергия кванта излучения с частотой ν, необходимая для ионизации одной частицы атмосферного воздуха; h=6.62517·10-34 Дж·сек - постоянная Планка; плотность частиц n 2 у д 10 19 ÷ 10 21 с м 3
Figure 00000004
, ионизируемая при «световом пробое» атмосферы длинноволновым ЭМИ и фотоионизации рентгеновским ЭМИ; (π·r2·D) - объем токопроводящего канала; r, D - средний радиус и длина токопроводящего канала, создаваемого лазерным излучением и требуемого для электропитания удаленных потребителей.The minimum value of the energy E and required to implement the method and device of the prototype, in a first approximation, can be found / 8, 14, 17, 18 / from the expression E and = ( h ν ) n 2 at d ( π r 2 D )
Figure 00000003
where: (h · ν) is the energy of a radiation quantum with a frequency ν necessary for ionizing one particle of atmospheric air; h = 6.62517 · 10 -34 J · sec - Planck's constant; particle density n 2 at d 10 19 ÷ 10 21 from m - 3
Figure 00000004
ionized by “light breakdown” of the atmosphere by long-wavelength EMP and photoionization by X-ray EMP; (π · r 2 · D) is the volume of the conductive channel; r, D is the average radius and length of the conductive channel created by laser radiation and required for power supply to remote consumers.

Так, для лучших условий прототипа (D=1 км=105 см, радиус 0,5 см) требуемая энергия (Eи) ЭМИ для создания токопроводящего канала со сплошной ионизацией атмосферных частиц в приземном слое атмосферы и с временем существования (релаксации) плазмы в созданном канале доли ÷ единицы сек составляетSo, for the best conditions of the prototype (D = 1 km = 10 5 cm, radius 0.5 cm), the required energy (E and ) EMP to create a conductive channel with continuous ionization of atmospheric particles in the surface layer of the atmosphere and with the lifetime (relaxation) of the plasma in the created channel, fractions ÷ units sec are

Eи=6.62517·10-34 Дж·сек×1.5·1016 Гц×1019 см-3×3.14·(0.25)см2×105 см=7.8·106 Дж=7.8 МДж.E and = 6.62517 · 10 -34 J · s × 1.5 · 10 16 Hz × 10 19 cm -3 × 3.14 · (0.25) cm 2 × 10 5 cm = 7.8 · 10 6 J = 7.8 MJ.

С учетом КПД лазера (1÷10) % требуемая энергия в импульсе для создания токопроводящего будет составлять (78÷780) МДж.Taking into account the laser efficiency (1 ÷ 10)%, the required energy in the pulse to create a conductive one will be (78 ÷ 780) MJ.

При частоте следования лазерных импульсов 1 Гц (T=1 имп/с) средняя мощность электрической энергии для электропитания лазера и поддержания канала передачи энергии в токопроводящем состоянии будет составлять Pср=(28÷280)·109 кВт·час.At a laser pulse repetition rate of 1 Hz (T = 1 pulse / s), the average power of electric energy for powering the laser and maintaining the energy transmission channel in a conductive state will be P cf = (28 ÷ 280) · 10 9 kW · h.

Вклад высоковольтного напряжения в ионизацию токопроводящих каналов в прототипе несущественен. Это связано с тем, что при рентгеновской фотоионизации и «световом пробое» (нерациональным по частоте излучением) происходит полная ионизация частиц в атмосферном канале и больше ионизировать нечего. Единственно высоковольтная ионизация будет сглаживать флуктуацию плазмы в период между лазерными импульсами.The contribution of high voltage to the ionization of the conductive channels in the prototype is not significant. This is due to the fact that during x-ray photoionization and “light breakdown” (radiation irrationally in frequency), the particles completely ionize in the atmospheric channel and there is nothing more to ionize. The only high-voltage ionization will smooth out plasma fluctuations in the period between laser pulses.

Учитывая, что в прототипе /2/ средняя мощность электрической энергии, передаваемой по лазерному лучу потребителю, составляет (30÷60) МВт·час, а затраты на передачу этой энергии по указанному лучу составляют Pср=(28÷280)·103 МВт·час, то КПД известного способа и устройства передачи энергии по лазерному лучу существенно меньше заявленного в /2/ КПД.Given that in the prototype / 2 / the average power of electric energy transmitted through the laser beam to the consumer is (30 ÷ 60) MW · h, and the cost of transmitting this energy through the specified beam is P cf = (28 ÷ 280) · 10 3 MW · h, then the efficiency of the known method and device for transmitting energy through a laser beam is significantly less than the declared in / 2 / efficiency.

Задачей изобретения является повышение коэффициента передачи электрической энергии на удаленные потребители электрической энергии по лазерному лучу.The objective of the invention is to increase the coefficient of transmission of electrical energy to remote consumers of electrical energy through a laser beam.

Техническим результатом, обеспечивающим решение этой задачи, является снижение потерь электрической энергии на формирование токопроводящего канала в лазерном луче.The technical result that provides a solution to this problem is to reduce the loss of electrical energy on the formation of a conductive channel in the laser beam.

Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что способ беспроводного электропитания удаленных потребителей энергии по лазерному лучу, заключающийся в оптическом соединении высоковольтного источника Тесла с потребителем электрической энергии путем направления лазерного луча на потребителя электрической энергии, фотоионизации атмосферы на пути распространения лазерного луча путем увеличения энергии лазерного излучения до энергии фотоионизации составляющих атмосферного воздуха в лазерном луче и после образования в лазерном луче токопроводящего канала - резонансной передаче по нему электрической энергии напряжением десятки ÷ сотни киловольт с использованием резонансного трансформатора Тесла, согласно изобретению токопроводящий канал в атмосфере создают импульсным многочастотным лазерным излучением с периодом следования импульсов, большим времени релаксации плазмы в лазерном луче, разность соседних частот многочастотного лазерного излучения выбирают равной или кратной соответствующим частотам Фраунгоферовых линий поглощения электромагнитного излучения молекулами и/или атомами атмосферного воздуха, длительность лазерных импульсов выбирают не меньшей времени распространения потенциальной волны вдоль лазерного луча, а резонансную частоту передачи высоковольтного напряжения по токопроводящему каналу выбирают в диапазоне единицы ÷ десятки кГц и синхронизируют ее с частотой следования лазерных импульсов.The achievement of the claimed technical result and, as a consequence, the solution of the problem is ensured by the fact that the method of wireless power supply of remote energy consumers via a laser beam, which consists in optical connection of a Tesla high-voltage source with an electric energy consumer by directing a laser beam to an electric energy consumer, photoionizing the atmosphere on the way laser beam propagation by increasing the laser radiation energy to the photoionization energy of the components of the atmosphere spherical air in the laser beam and after the formation of the conductive channel in the laser beam — the resonant transmission of electric energy through it with a voltage of tens to hundreds of kilovolts using a Tesla resonant transformer, according to the invention, the conductive channel in the atmosphere is created by pulsed multi-frequency laser radiation with a pulse repetition period longer than the relaxation time plasma in the laser beam, the difference in the adjacent frequencies of the multi-frequency laser radiation is chosen equal to or a multiple of the corresponding hours the frequencies of the Fraunhofer absorption lines of electromagnetic radiation by molecules and / or atoms of atmospheric air, the duration of the laser pulses is chosen not less than the propagation time of the potential wave along the laser beam, and the resonant frequency of the transmission of high-voltage voltage through the conductive channel is selected in the range of units to tens of kHz and synchronized with the repetition rate laser pulses.

Формирование токопроводящего канала в лазерном луче импульсным многочастотным лазерным излучением с периодом следования импульсов, большим времени релаксации плазмы, и выбор разности соседних частот многочастотного лазерного излучения, равной или кратной соответствующим частотам Фраунгоферовых линий поглощения электромагнитного излучения молекулами и/или атомами атмосферного воздуха, выбор длительности лазерных импульсов, не меньшей времени распространения потенциальной волны вдоль лазерного луча, а также синхронизация резонансной частоты передачи высоковольтного напряжения по токопроводящему каналу с частотой следования лазерных импульсов позволяют снизить потери электрической энергии на создание токопроводящих каналов и на передачу по ним электрической энергии конечному потребителю за счет использования эффекта малоэнергетической резонансной фотоионизации атмосферы и за счет учета параметров атмосферы в приземных слоях атмосферы.The formation of a conductive channel in a laser beam by pulsed multi-frequency laser radiation with a pulse repetition time longer than the plasma relaxation time, and the choice of the difference in adjacent frequencies of multi-frequency laser radiation equal to or a multiple of the corresponding Fraunhofer absorption lines of electromagnetic radiation by molecules and / or atoms of atmospheric air, the choice of laser duration pulses, not less than the propagation time of the potential wave along the laser beam, as well as the synchronization of the resonance A clear frequency of transmission of a high voltage voltage through a conductive channel with a pulse frequency of laser pulses allows one to reduce the loss of electrical energy for creating conductive channels and for transmitting electric energy through them to the end consumer by using the effect of low-energy resonant photoionization of the atmosphere and by taking into account atmospheric parameters in the surface layers of the atmosphere.

Устройство для беспроводного электропитания удаленных потребителей энергии по лазерному лучу, содержащее передающий и приемный модули электрической энергии, токосъемные электроды которых установлены соосно и соединены между собой лазерной линией резонансной передачи электрической энергии, содержащей не менее двух импульсных лазеров для ионизации атмосферы и создания токопроводящего воздушного канала между электродами передающего и приемного модулей, причем передающий модуль содержит повышающий резонансный трансформатор Тесла, а приемный модуль - понижающий резонансный трансформатор Тесла и/или диодно-конденсаторный блок, соединенные с соответствующими электродами передающего и приемного модулей, согласно изобретению лазерная линия резонансной передачи электрической энергии дополнительно содержит блок сведения лазерных лучей, блок сведения установлен соосно с токосъемным электродом передающего модуля или в непосредственной близости от него, токосъемные электроды передающего и приемного модуля выполнены тугоплавкими, лазеры разнесены по частоте на величину, соответствующую Фраунгоферовым линиям поглощения электромагнитного излучения молекулами и/или атомами атмосферного воздуха, лазеры выполнены с длительностью импульсов, не меньшей времени распространения потенциальной волны между электродами приемного и передающего модулей, период следования импульсов лазера выполнен не меньшим времени релаксации плазмы в ионизированном воздушном канале, резонансная частота передающего и приемного трансформаторов Тесла выполнена кратной частоте следования лазерных импульсов, а тугоплавкие электроды выполнены из вольфрама и/или графита.A device for wireless power supply of remote energy consumers via a laser beam, comprising transmitting and receiving modules of electric energy, the collector electrodes of which are mounted coaxially and interconnected by a laser line of resonant transmission of electric energy containing at least two pulsed lasers to ionize the atmosphere and create a conductive air channel between the electrodes of the transmitting and receiving modules, and the transmitting module contains a step-up resonance transformer Tesla, the receiving module is a Tesla resonance step-down transformer and / or a diode-capacitor unit connected to the corresponding electrodes of the transmitting and receiving modules, according to the invention, the laser line for resonant transmission of electric energy further comprises a laser light converging unit, the information unit is installed coaxially with the collector electrode of the transmitting module in close proximity to it, the collector electrodes of the transmitting and receiving modules are made refractory, the lasers are spaced in frequency by magnitudes Inu, corresponding to the Fraunhofer absorption lines of electromagnetic radiation by molecules and / or atoms of atmospheric air, the lasers are made with a pulse duration not less than the propagation time of the potential wave between the electrodes of the receiving and transmitting modules, the pulse repetition period of the laser is made not less than the plasma relaxation time in the ionized air channel, the resonant frequency of the transmitting and receiving Tesla transformers is a multiple of the pulse frequency of the laser pulses, and refractory Electrode made from tungsten and / or graphite.

Введение блока сведения лучей, установка его соосно с токосъемным электродом передающего модуля или в непосредственной близости от него, выполнение токосъемных электродов передающего и приемного модуля тугоплавкими, разнесение частот лазеров на величину, соответствующую Фраунгоферовым линиям поглощения электромагнитного излучения молекулами и/или атомами атмосферного воздуха, выполнение лазеров с длительностью импульсов, не меньшей времени распространения потенциальной волны между электродами приемного и передающего модулей, выбор периода следования импульсов лазера не меньшим времени релаксации плазмы в ионизированном воздушном канале, выбор резонансных частот передающего и приемного трансформаторов Тесла кратным частоте следования лазерных импульсов и выбор рациональных параметров элементов устройства позволяют реализовать способ передачи электрической энергии по лазерному лучу с пониженными затратами энергии и, тем самым, повысить коэффициент передачи электрической энергии на удаленные потребители электрической энергии по лазерному лучу.Introduction of the beam converting unit, installing it coaxially with the collector electrode of the transmitting module or in close proximity to it, making the collector electrodes of the transmitting and receiving module refractory, spacing the laser frequencies by an amount corresponding to the Fraunhofer absorption lines of electromagnetic radiation by molecules and / or atoms of atmospheric air, performing lasers with a pulse duration not less than the propagation time of a potential wave between the electrodes of the receiving and transmitting modules, If the laser pulse repetition period is not less than the plasma relaxation time in the ionized air channel, the choice of the resonance frequencies of the Tesla transmitting and receiving transformers to the multiple repetition frequency of the laser pulses and the selection of rational parameters of the device elements allow us to implement a method of transmitting electric energy through a laser beam with reduced energy costs and, therefore, thereby, increase the transmission coefficient of electric energy to remote consumers of electric energy through a laser beam.

На чертеже представлена функциональная схема варианта устройства с двумя резонансными трансформаторами Тесла, поясняющая заявленный способ беспроводного электропитания удаленных потребителей электрической энергии по лазерному лучу.The drawing shows a functional diagram of a variant of the device with two Tesla resonant transformers, explaining the claimed method of wireless power supply of remote consumers of electrical energy through a laser beam.

Устройство, реализующее предложенный способ беспроводного электропитания удаленных стационарных потребителей энергии по лазерному лучу в простейшем случае содержит передающий 1 и приемный 2 модули электрической энергии, соединенные между собой лазерной линией 3 резонансной передачи электрической энергии. Линия 3 включает токосъемные электроды 4 и 5, установленные соосно на передающем 1 и приемном модуле 2 соответственно, и лазерный ионизатор 6 атмосферного воздуха, установленный на передающем модуле соосно с электродом 4. Токосъемные электроды 4 и 5 выполнены тугоплавкими из вольфрама и/или графита и соединены с высоковольтными шинами модулей 1 и 2. Электрод 4 выполнен кольцевой формы или в виде двух пластин, установленных с двух сторон от оптической оси ионизатора 6. Ионизатор 6 выполнен многочастотным, содержит как минимум два импульсных полупроводниковых /30/ лазера 7 и 8, блок 9 сведения лучей лазеров 7 и 8 и оптическую линзу 10, установленную соосно с токосъемным электродом 4. Линза 10 предназначена для коллимации пучка сведенных лучей лазеров 7 и 8 между электродами 4 и 5. Лазеры 7 и 8 выполнены полупроводниковыми /30/ соответственно с частотами ν1 и ν2 в полосе частот прозрачности атмосферы (уменьшенным поглощением лазерного излучения). Для снижения энергетических затрат на ионизацию атмосферного канала разность частот (Δν=ν12) лазеров выбрана равной или кратной частоте Фраунгоферовых линий /9÷11/ резонансного поглощения энергии биений Eб=h·Δν, где h=6.62517·10-34 Дж·сек - постоянная Планка, составляющими атмосферы, например оксид углерода, имеющими достаточно малое ( n 1 у д 10 7 ÷ 10 8 с м 3

Figure 00000005
) процентное содержание в атмосфере по сравнению с общим количеством частиц ( n 2 у д 10 19 ÷ 10 21 с м 3
Figure 00000002
), содержащихся в 1 см3 в приземных слоях атмосферы /12÷13/. Избирательная (по выбору рациональных по плотности составляющих атмосферы) ионизация позволяет исключить блокирование передачи лазерных излучений с частотами ν1 и ν2 при 100% ионизации таких составляющих. При этом согласно /13, 21, 22, 25/ при плотности ( n 1 у д 10 7 ÷ 10 8 с м 3
Figure 00000006
) зарядов в луче создаются условия /13/ для электрического пробоя с увеличенным электрическим КПД - 70÷80%. Для сравнения по затратам электропитания лазерный КПД ~ (1÷10)% /7/.A device that implements the proposed method for wireless power supply to remote stationary energy consumers via a laser beam in the simplest case comprises transmitting 1 and receiving 2 modules of electrical energy, interconnected by a laser line 3 of resonant transmission of electrical energy. Line 3 includes collector electrodes 4 and 5, mounted coaxially on the transmitter 1 and receiver module 2, respectively, and a laser air ionizer 6, mounted on the transmitter module coaxially with the electrode 4. The collector electrodes 4 and 5 are made of refractory tungsten and / or graphite and connected to the high-voltage buses of modules 1 and 2. The electrode 4 is made in the form of a ring or in the form of two plates mounted on both sides of the optical axis of the ionizer 6. The ionizer 6 is multi-frequency, contains at least two pulse half ovodnikovyh / 30 / lasers 7 and 8, unit 9 for converging the beams of lasers 7 and 8 and an optical lens 10 mounted coaxially with the collector electrode 4. Lens 10 is designed to collimate the beam of mixed beams of lasers 7 and 8 between electrodes 4 and 5. Lasers 7 and 8 are semiconductor / 30 / respectively with frequencies ν 1 and ν 2 in the frequency band of atmospheric transparency (reduced absorption of laser radiation). To reduce the energy cost of atmospheric channel ionization, the frequency difference (Δν = ν 12 ) of the lasers is chosen to be equal to or a multiple of the Fraunhofer lines frequency / 9 ÷ 11 / of the resonant absorption of beat energy E b = h · Δν, where h = 6.62517 · 10 - 34 J · sec - Planck's constant, constituents of the atmosphere, for example, carbon monoxide, having a sufficiently small ( n one at d 10 7 ÷ 10 8 from m - 3
Figure 00000005
) the percentage in the atmosphere compared to the total number of particles ( n 2 at d 10 19 ÷ 10 21 from m - 3
Figure 00000002
) contained in 1 cm 3 in the surface layers of the atmosphere / 12 ÷ 13 /. Selective (at the choice of atmospheric density-rational components) ionization eliminates the blocking of the transmission of laser radiation with frequencies ν 1 and ν 2 at 100% ionization of such components. Moreover, according to / 13, 21, 22, 25 / at a density ( n one at d 10 7 ÷ 10 8 from m - 3
Figure 00000006
) charges in the beam conditions are created / 13 / for electrical breakdown with increased electrical efficiency - 70 ÷ 80%. For comparison, the power efficiency of the laser efficiency ~ (1 ÷ 10)% / 7 /.

Указанная ( n 1 у д 10 7 ÷ 10 8 с м 3

Figure 00000007
) плотность зарядов в лазерном луче сравнима с плотностью зарядов в «стримере» (потенциальной волны) - предвестнике электрической молнии в атмосфере /13/, распространяющейся со скоростью распространения зарядов V2≈3·105 км/с, которая существенно выше /13/ скорости (~1 км/с) распространения «стримера».Specified ( n one at d 10 7 ÷ 10 8 from m - 3
Figure 00000007
) the charge density in the laser beam is comparable to the charge density in the “streamer” (potential wave) - a precursor of electric lightning in the atmosphere / 13 /, propagating with a charge propagation velocity V 2 ≈3 · 10 5 km / s, which is significantly higher / 13 / velocity (~ 1 km / s) of the “streamer” propagation.

Поскольку скорость распространения лазерного ионизирующего излучения сравнима со скоростью света, то общее время электрического пробоя воздуха в лазерном луче будет определяться не временем (te=D/Ve, Ve=1 км/с) прохождения потенциальной волны E между электродами 4 и 5, а временем (ti=D/Vi, Vi=3·105 км/с) распространения лазерного излучения.Since the propagation speed of laser ionizing radiation is comparable to the speed of light, the total time of electric breakdown of air in the laser beam will not be determined by the time (t e = D / V e , V e = 1 km / s) of the passage of the potential wave E between electrodes 4 and 5 , and with time (t i = D / V i , V i = 3 · 10 5 km / s) the propagation of laser radiation.

Согласно /13, 14, 18/ это связано с тем, что скорость и энергия электрического пробоя воздуха существенно зависят от начальной плотности «затравочных» (nзтр) зарядов в атмосфере. Так, согласно /13, 20, 21, 29/ при нормальных атмосферных условиях nзтр=1÷3 см-3 /12, 13/ требуемая напряженность электрического поля для электрического пробоя воздушной Eпр=32 кВ/см, а при nзтр=(107÷108) см-3=20 В/см.According to / 13, 14, 18 / this is due to the fact that the speed and energy of electric breakdown of air substantially depend on the initial density of "seed" (n ztr ) charges in the atmosphere. So, according to / 13, 20, 21, 29 / under normal atmospheric conditions n ztr = 1 ÷ 3 cm -3 / 12, 13 / the required electric field strength for electric air breakdown E pr = 32 kV / cm, and with n ztr = (10 7 ÷ 10 8 ) cm -3 = 20 V / cm.

Из рассмотренного видно, что учет указанного природного явления при передаче электрической энергии по лазерному лучу 15 позволяет уменьшить общие затраты электрической энергии на создание токопроводящей линии 15 с одновременным уменьшением времени ее формирования и передачи электрической энергии от передающего модуля 1 к приемному модулю электрической энергии. Передающий модуль 1, как и в прототипе /7/, содержит преобразователь 11 трехфазного напряжения промышленной частоты 50 Гц в частоту f∈{0.5÷50} кГц, нагруженный на низковольтную обмотку резонансного трансформатора 12 Тесла, высоковольтная обмотка которого соединена с электродом 4. Приемный модуль 2, как и в /7/, содержит резонансный трансформатор 13 Тесла /3/ и/или диодно-конденсаторный блок /28/ (на чертеже не показан), соединенные по высоковольтному входу с электродом 5, а по низковольтному выходу - непосредственно или через адаптер 14 (инвертор), с потребителем электрической энергии. Трансформатор 12 и 13 Тесла /3÷5/, изобретенный в 1891 году, представляет собой бессердечниковый или с незамкнутым сердечником трансформатор, первичная обмотка, которого расположена снаружи или соосно с вторичной обмоткой. Вторичная обмотка состоит из большого числа витков медной тонкой изолированной проволоки. Один земляной конец высоковольтной вторичной обмотки остается свободным или замкнут на Землю, а второй высоковольтный - для передачи напряжения высокой частоты и высоковольтной энергии - присоединен к токопроводящей линии 15 через электрод 4. Для надежного соединения приемного 2 и передающего 1 модулей по воздушному каналу 15 лазеры 7 и 8 выполнены с длительностью импульсов τи, не меньшей времени t1=D/V1, где D - расстояние между электродами 4 и 5, a V1 - скорость распространения потенциальной волны (1 км/с). Период T следования импульсов лазера выполнен из условияFrom the above it is seen that taking into account the indicated natural phenomenon when transmitting electric energy through a laser beam 15 allows to reduce the total cost of electric energy to create a conductive line 15 with a simultaneous decrease in the time of its formation and transmission of electric energy from the transmitting module 1 to the receiving electric energy module. The transmitting module 1, as in the prototype / 7 /, contains a converter 11 of a three-phase voltage of industrial frequency 50 Hz to a frequency f∈ {0.5 ÷ 50} kHz, loaded on a low-voltage winding of a Tesla resonant transformer 12, the high-voltage winding of which is connected to the electrode 4. Reception module 2, as in / 7 /, contains a Tesla resonant transformer 13/3 / and / or a diode-capacitor block / 28 / (not shown in the drawing) connected via a high-voltage input to an electrode 5, and directly or by a low-voltage output via adapter 14 (inverter), with consumer Telem electrical energy. Transformer 12 and 13 Tesla / 3 ÷ 5 /, invented in 1891, is a coreless or open-core transformer, the primary winding of which is located outside or coaxially with the secondary winding. The secondary winding consists of a large number of turns of copper thin insulated wire. One ground end of the high-voltage secondary winding remains free or shorted to Earth, and the second high-voltage end, for transmitting high-frequency voltage and high-voltage energy, is connected to the conductive line 15 through electrode 4. For reliable connection of the receiving 2 and transmitting 1 modules through the air channel 15, lasers 7 and 8 are made with pulse duration τ and at least t 1 = D / V 1 , where D is the distance between electrodes 4 and 5, and V 1 is the propagation velocity of the potential wave (1 km / s). The laser pulse repetition period T is made from the condition

T=K×(1/fрез)=K×2π√(L·C)T = K × (1 / f rez ) = K × 2π√ (L · C)

где:Where:

fрез∈{0.5÷50} кГц - резонансная частота трансформаторов 12 и 13 Тесла;f res ∈ {0.5 ÷ 50} kHz - resonant frequency of transformers 12 and 13 Tesla;

L, С - индуктивность и емкость трансформаторов 12 и 13 Тесла соответственно;L, C - inductance and capacitance of Tesla transformers 12 and 13, respectively;

K - коэффициент синхронизации (кратности численного значения частоты fрез и fи, где fи=1/T - частота следования лазерных импульсов, fрез - резонансная частота трансформаторов 12 и 13 Тесла), K>>1.K is the synchronization coefficient (multiples of the numerical value of the frequency f res and f and , where f and = 1 / T are the pulse repetition rate of the laser pulses, f res is the resonant frequency of the Tesla transformers 12 and 13), K >> 1.

Для создания плотности электрических зарядов в атмосферном канале n 1 у д 10 7 ÷ 10 8 с м 3

Figure 00000008
, достаточной для формирования в нем «электрической молнии» с минимальными затратами энергии лазерного излучения, энергетические параметры лазеров 7 и 8 выбраны из условий:To create the density of electric charges in the atmospheric channel n one at d 10 7 ÷ 10 8 from m - 3
Figure 00000008
sufficient for the formation of “electric lightning” in it with minimal energy consumption of laser radiation, the energy parameters of lasers 7 and 8 are selected from the conditions:

P и м и н P и < P и м а х , P и = E и / τ и , ( 1 )

Figure 00000009
P and m and n P and < P and m but x , P and = E and / τ and , ( one )
Figure 00000009

E и = ( h Δ ν ) × n 1 , ( 2 )

Figure 00000010
E and = ( h Δ ν ) × n one , ( 2 )
Figure 00000010

n 1 = n 1 у д ( π r 2 D ) , D U / E т , ( 3 )

Figure 00000011
n one = n one at d ( π r 2 D ) , D U / E t , ( 3 )
Figure 00000011

Δ ν = ( ν 1 ν 2 ) = ν р е з i , ( 4 )

Figure 00000012
Δ ν = ( ν one - ν 2 ) = ν R e s i , ( four )
Figure 00000012

τ и D / V , T τ р е л , ( 5 )

Figure 00000013
τ and D / V , T τ R e l , ( 5 )
Figure 00000013

Figure 00000014
Figure 00000014

Pи, Eи - мощность и энергия электромагнитного излучения с частотой Δν и длительностью τи, необходимая для создания в атмосфере ионизированного канала длинной D с плотностью зарядов n i у д

Figure 00000015
;P and , E and are the power and energy of electromagnetic radiation with a frequency Δν and a duration of τ and necessary to create an ionized channel of long D in the atmosphere with a charge density n i at d
Figure 00000015
;

P и м и н

Figure 00000016
, P и м а х
Figure 00000017
- минимально и максимально допустимое значение Pи для фотоионизации атмосферного воздуха; P and m and n
Figure 00000016
, P and m but x
Figure 00000017
- minimum and maximum allowable value P and the atmospheric air photoionization;

h=6.62517·10-34 Дж·сек - постоянная Планка;h = 6.62517 · 10 -34 J · sec - Planck's constant;

Δν, ν1, ν2 - частота биений и излучения первого и второго лазера соответственно;Δν, ν 1 , ν 2 - beat frequency and radiation of the first and second laser, respectively;

ν р е з i

Figure 00000018
∈ {ультрафиолетовый ÷ сантиметровый диапазон электромагнитных волн} - Фраунгоферова i-я линия поглощения электромагнитного излучения молекулами и атомами воздуха; ν R e s i
Figure 00000018
∈ {ultraviolet ÷ centimeter range of electromagnetic waves} - Fraungoferova i-th line of absorption of electromagnetic radiation by molecules and air atoms;

n 1 у д 10 7 ÷ 10 8 с м 3

Figure 00000008
- плотность электрических зарядов в атмосферном канале, необходимая для электрического пробоя (полной ионизации - n 2 у д 10 19 ÷ 10 21 с м 3
Figure 00000002
) атмосферы электрическим полем Тесла с напряженностью Eт=U/D≈20 В/см; n one at d 10 7 ÷ 10 8 from m - 3
Figure 00000008
- the density of electric charges in the atmospheric channel, necessary for electrical breakdown (full ionization - n 2 at d 10 19 ÷ 10 21 from m - 3
Figure 00000002
) the atmosphere of the Tesla electric field with a strength of E t = U / D≈20 V / cm;

r - средний радиус лазерного луча;r is the average radius of the laser beam;

U=(10÷220) кВ - напряжение между передающим и приемным электродами лазерной линии резонансной передачи электричества Тесла;U = (10 ÷ 220) kV - voltage between the transmitting and receiving electrodes of the laser line of the resonant transmission of electricity Tesla;

τ - длительность лазерных импульсов;τ is the duration of laser pulses;

D - дальность передачи электрической энергии;D is the transmission range of electrical energy;

V=3·105 км/с - скорость распространения потенциальной волны при n 1 у д 10 7 ÷ 10 8 с м 3

Figure 00000008
;V = 3 · 10 5 km / s - velocity of propagation of a potential wave at n one at d 10 7 ÷ 10 8 from m - 3
Figure 00000008
;

T - период следования лазерных импульсов;T is the laser pulse repetition period;

τрел=(0.8÷1.2) c - время релаксации плазмы.τ rel = (0.8 ÷ 1.2) c is the plasma relaxation time.

Устройство для беспроводного электропитания удаленных потребителей электрической энергии по лазерному лучу в соответствии с предлагаемым способом работает следующим образом.A device for wireless power supply to remote consumers of electrical energy by a laser beam in accordance with the proposed method works as follows.

При включении передающего модуля 1 преобразователь 11 частоты преобразует входное трехфазное напряжение 3×220 В с частотой f1=50 Гц в напряжение частотойWhen the transmitting module 1 is turned on, the frequency converter 11 converts the input three-phase voltage 3 × 220 V with a frequency f 1 = 50 Hz into a voltage with a frequency

f2∈{0.5÷50} кГц,

Figure 00000019
,f 2 ∈ {0.5 ÷ 50} kHz,
Figure 00000019
,

где:Where:

fрез - резонансная частота трансформатора 12 Тесла;f res - the resonant frequency of the transformer 12 Tesla;

L, C - индуктивность и емкость трансформатора 12 Тесла соответственно.L, C - inductance and capacitance of the transformer 12 Tesla, respectively.

Далее напряжение повышенной частоты f2∈{0.5÷50} кГц с преобразователя 11 подается на низковольтную первичную обмотку трансформатора 12. В условиях резонанса

Figure 00000020
в высоковольтной вторичной обмотке трансформатора 12 возникают высокочастотные колебания напряжением до 7·106 В /3, 7/, которое подается на электрод 4 резонансной линии 3 передачи электрической энергии по лазерному лучу ионизатора 4.Next, the voltage of increased frequency f 2 ∈ {0.5 ÷ 50} kHz from the converter 11 is supplied to the low-voltage primary winding of the transformer 12. Under resonance conditions
Figure 00000020
in the high-voltage secondary winding of the transformer 12 there are high-frequency oscillations with a voltage of up to 7 · 10 6 V / 3, 7 /, which is fed to the electrode 4 of the resonant line 3 for transmitting electrical energy through the laser beam of the ionizer 4.

Одновременно двухчастотное ионизирующее излучение ионизатора 6 проходит между электродами 4 и 5. За счет выбора частоты биений Δν, соответствующей резонансной частоте Δ ν = ( ν 1 ν 2 ) = ν р е з i

Figure 00000021
, поглощения составляющих воздушной среды /13, 17, 18/ с плотностью частицAt the same time, the two-frequency ionizing radiation of the ionizer 6 passes between the electrodes 4 and 5. By choosing the beat frequency Δν corresponding to the resonant frequency Δ ν = ( ν one - ν 2 ) = ν R e s i
Figure 00000021
absorption of air components / 13, 17, 18 / with particle density

nуд≈107÷108 см-3 n beats ≈10 7 ÷ 10 8 cm -3

и выбора энергетических характеристик лазерного излучения из условий (1÷5) происходит избирательная резонансная фотоионизации указанных частиц в лазерном луче 15 и образование плазмы с плотностью n 1 у д 10 7 ÷ 10 8 с м 3

Figure 00000008
.and choosing the energy characteristics of the laser radiation from conditions (1 ÷ 5), selective resonant photoionization of these particles in the laser beam 15 occurs and a plasma with a density n one at d 10 7 ÷ 10 8 from m - 3
Figure 00000008
.

Поскольку плотность ионизированных частиц в луче 15 много меньше плотности нейтральных частиц ( n 1 у д < < n 2 у д

Figure 00000022
, где n 2 у д 10 19 ÷ 10 21 с м 3
Figure 00000002
/12/), то из выражений (1÷5) видно, что требуемая энергия лазерного излучения за счет избирательной резонансной ионизации, а не сплошной, как в прототипе /7/, уменьшается на несколько порядков. При этом исчезают проблемы /14. 15, 17, 18/ блокирования лазерного излучения с частотами ν1 и ν2 за счет относительно низкой плотности плазмы n 1 у д 10 7 ÷ 10 8 с м 3
Figure 00000008
на пути его распространения. Согласно /13, 20, 21/ при такой плотности ( n 1 у д 10 7 ÷ 10 8 с м 3
Figure 00000008
) плазмы наличие на электродах 4 и 5 переменной разности потенциалов U=(10÷220) кВ /7/ с резонансной частотой f р е з = 2 π L C
Figure 00000023
при передаче электрической энергии от передающего модуля 1 к приемному модулю 2 приводит к электрическому разряду между электродами 4 и 5 и дополнительной ионизации линии (канала 15) передачи электрической энергии. За счет увеличения плотности плазмы переменный ток в канале 15 (при малых дальностях D передачи электрической энергии) может возрастать до сотен ÷ тысяч Ампер с образованием электрической дуги между электродами 4 и 5. Согласно теории сварки /20-21/ время существования токопроводящего канала с таким током ограничено единицами сек. Это объясняется тем, что при достижении силы тока в канале 15 и магнитного поля вокруг него выше предельного допустимого значения /13, 18/ под действием силы Лоренца происходит вынос плазмы из канала 15, изгиб электрической дуги D между электродами 4 и 5 и ее удлинение. Изгиб и удлинение электрической дуги D приводит к снижению напряженности электрического поля Ed=U/D в дуге и ее разрыву. Для уменьшения вредного влияния этого эффекта через время T≥τрел, где τрел - время релаксации плазмы в лазерном луче (канале 15), генерируют очередной пучок лазерных импульсов и процесс поддержания канала 15 передачи энергии в токопроводящем состоянии повторяется.Since the density of ionized particles in beam 15 is much lower than the density of neutral particles ( n one at d < < n 2 at d
Figure 00000022
where n 2 at d 10 19 ÷ 10 21 from m - 3
Figure 00000002
/ 12 /), then from expressions (1 ÷ 5) it can be seen that the required laser energy due to selective resonant ionization, and not continuous, as in the prototype / 7 /, decreases by several orders of magnitude. In this case, the problems disappear / 14. 15, 17, 18 / blocking laser radiation with frequencies ν 1 and ν 2 due to the relatively low plasma density n one at d 10 7 ÷ 10 8 from m - 3
Figure 00000008
on the path of its distribution. According to / 13, 20, 21 / at such a density ( n one at d 10 7 ÷ 10 8 from m - 3
Figure 00000008
) plasma presence on electrodes 4 and 5 of a variable potential difference U = (10 ÷ 220) kV / 7 / s resonant frequency f R e s = 2 π L C
Figure 00000023
when transmitting electric energy from the transmitting module 1 to the receiving module 2 leads to an electric discharge between the electrodes 4 and 5 and additional ionization of the line (channel 15) of electric energy transmission. Due to the increase in plasma density, the alternating current in channel 15 (at small ranges D of electric energy transmission) can increase to hundreds to thousands of amperes with the formation of an electric arc between electrodes 4 and 5. According to the theory of welding / 20-21 /, the lifetime of a conductive channel with such current limited to units of sec. This is due to the fact that when the current strength in channel 15 and the magnetic field around it exceeds the maximum permissible value / 13, 18 / under the action of the Lorentz force, the plasma is removed from channel 15, the electric arc D between the electrodes 4 and 5 is bent and elongated. Bending and lengthening of the electric arc D leads to a decrease in the electric field strength E d = U / D in the arc and its rupture. To reduce the harmful effect of this effect after a time T≥τ rel , where τ rel is the plasma relaxation time in the laser beam (channel 15), a next laser pulse beam is generated and the process of maintaining the energy transfer channel 15 in a conductive state is repeated.

При этом по поддерживаемому в токопроводящем состоянии воздушному каналу 15 происходит процесс передачи электрической энергии от передающего модуля 1 к приемному модулю 2 с резонансной частотой fрез∈{0.5÷50} кГц. Переменный ток, поступающий через канал 15 на вход модуля 2, является емкостным током. Реактивное внутреннее сопротивление канала 15 не создает потерь активной мощности, что согласно /3÷7/ обеспечивает высокий (96-99%) КПД передачи энергии по каналу 15. Электрическая мощность, передаваемая по проводящему каналу 15, зависит от мощности источника электрической энергии (передающего модуля 1), от энергии перезарядки емкости канала 15 и приемного контура LC приемного модуля 2 и от частоты циклов их перезарядки.At the same time, through the air channel 15 maintained in the current-conducting state, the process of electric energy transmission from the transmitting module 1 to the receiving module 2 occurs with a resonant frequency f res ∈ {0.5 ÷ 50} kHz. The alternating current flowing through channel 15 to the input of module 2 is a capacitive current. The reactive internal resistance of channel 15 does not create losses of active power, which according to / 3 ÷ 7 / provides a high (96-99%) efficiency of energy transfer through channel 15. The electric power transmitted through the conductive channel 15 depends on the power of the electric energy source (transmitting module 1), from the energy of recharging the capacitance of channel 15 and the receiving circuit LC of the receiving module 2 and from the frequency of the cycles of their recharging.

Согласно /4, 7/ при длине токопроводящего воздушного канала 15 сотни метров ÷ единицы км его емкость может составлять 1000÷2000 пФ. При резонансной частоте fрез=30 кГц и напряжении 35 кВ передающего трансформатора 12 Тесла передаваемая по лазерному лучу 15 электрическая мощность может составлять 30÷60 МВт.According to / 4, 7 / with a length of a conductive air channel of 15 hundreds of meters ÷ units km, its capacitance can be 1000 ÷ 2000 pF. With a resonant frequency f res = 30 kHz and a voltage of 35 kV of the transmitting transformer 12 Tesla, the electric power transmitted through the laser beam 15 can be 30 ÷ 60 MW.

При этом согласно (1-5) требуемое значение лазерной энергии на фотоионизацию воздушного канала 15 длинной D=1 км со средней площадью поперечного сечения 1 см2 по сравнению с прототипом /7/ уменьшены не менее, чем на 10 порядков. Это резко снижает требования к параметрам лазерного источника 6 ионизирующего излучения и упрощает реализацию лазерных линий передачи электрической энергии.In this case, according to (1-5), the desired value of the laser energy on the photoionization air channel 15 length D = 1 km with an average cross-sectional area of 1 cm 2 compared to the prototype / 7 / is reduced by not less than 10 orders of magnitude. This dramatically reduces the requirements for the parameters of the laser source 6 of ionizing radiation and simplifies the implementation of laser transmission lines of electrical energy.

В предложенном изобретении часть электрической энергии, передаваемой по лазерному лучу 15, расходуется на «доионизацию» воздушного канала в нем.In the proposed invention, a part of the electric energy transmitted by the laser beam 15 is spent on the “ionization” of the air channel in it.

С учетом этого, а также с учетом повышенного КПД полупроводниковых лазеров (30÷70)%, высокого КПД (80÷90% /21/) преобразования электрической энергии в плазму в «электрической дуге» наблюдается существенное (~3 порядка) снижение энергетических потерь (по сравнению с прототипом /7/) при передаче электрической энергии на удаленные потребители электрической энергии по лазерному лучу.With this in mind, and also taking into account the increased efficiency of semiconductor lasers (30 ÷ 70)%, high efficiency (80 ÷ 90% / 21 /) of the conversion of electric energy into plasma in the "electric arc", a significant (~ 3 order) decrease in energy losses is observed (compared with the prototype / 7 /) when transmitting electrical energy to remote consumers of electrical energy through a laser beam.

При этом КПД передачи электрической энергии на удаленные потребители электрической энергии по лазерному лучу в зависимости от погодных условий и дальности (0.1÷1) км до потребителя будет составлять порядка 30÷50%.At the same time, the efficiency of electric energy transmission to remote consumers of electric energy through a laser beam, depending on weather conditions and the distance (0.1 ÷ 1) km to the consumer, will be about 30 ÷ 50%.

Предложенный способ и устройство могут быть использованы для дистанционного (сотни метров ÷ единицы км) беспроводного электропитания стационарных и подвижных потребителей электрической энергии. В последнем случае передающий и приемный модуль оснащаются соответствующими силовыми следящими приводами и средствами усиленной диэлектрической защиты от высоковольтного напряжения.The proposed method and device can be used for remote (hundreds of meters ÷ units km) wireless power supply of stationary and mobile consumers of electrical energy. In the latter case, the transmitting and receiving modules are equipped with appropriate power tracking drives and means of enhanced dielectric protection from high voltage.

Источники информацииInformation sources

1. Авраменко С.В. Способ питания электротехнических устройств и устройство для его осуществления. RU №210013, 1997.1. Avramenko S.V. A method of powering electrical devices and a device for its implementation. RU No. 210013, 1997.

2. Электропередачи переменного и постоянного тока. Электротехнический справочник, Энергоатомиздат, 1988, стр.337-352.2. Power transmission of alternating and direct current. Electrotechnical reference book, Energoatomizdat, 1988, pp. 337-352.

3. Nicola Tesla. Colorado Springs Notes 1889-1900. Publidhed by Nolit, Beograd, 1978. 437 pp.3. Nicola Tesla. Colorado Springs Notes 1889-1900. Publidhed by Nolit, Beograd, 1978. 437 pp.

4. Стребков Д.С., Некрасов А.И. Резонансные методы передачи электрической энергии. - М.: ГНУ ВИЭСХ, 2004. - 188 с.4. Strebkov D.S., Nekrasov A.I. Resonant transmission methods of electrical energy. - M.: GNU VIESH, 2004 .-- 188 p.

5. Стребков Д.С. Никола Тесла и перспективы современной энергетики. - М.:, ГНУ ВИЭСХ. 2013, 13 с.5. Strebkov D.S. Nikola Tesla and the prospects for modern energy. - M.:, GNU VIESH. 2013, 13 p.

6. Стребков Д.С. Резонансный метод передачи электрической энергии по однопроводниковым волноводным воздушным и кабельным линиям. - М.:, ГНУ ВИЭСХ. 2012, с.34-35.6. Strebkov D.S. Resonant transmission of electrical energy through single-wire waveguide overhead and cable lines. - M.:, GNU VIESH. 2012, p. 34-35.

7. Стребков Д.С., Авраменко С.В., Некрасов А.И. способ и устройство для передачи электрической энергии. RU 2143775, 27.12.1999.7. Strebkov D.S., Avramenko S.V., Nekrasov A.I. Method and device for transmitting electrical energy. RU 2143775, 12/27/1999.

8. Квантовая электроника. Под ред. М.Е. Жаботинского. - М.:, «Советская энциклопедия». 1969. 446 с.8. Quantum electronics. Ed. M.E. Jabotinsky. - M.:, “Soviet Encyclopedia”. 1969.446 s.

9. Пестов Э.Г., Лапшин Г.М. Квантовая электроника. - М.:, Воениздат. 1972, 331 с.9. Pestov E.G., Lapshin G.M. Quantum Electronics. - M .: Military Publishing. 1972, 331 p.

10. Яманов Д.Н. Основы электродинамики и распространение радиоволн. Часть 2. - М.: МГТУ ГА, 2005. 100 с.10. Yamanov D.N. Fundamentals of electrodynamics and radio wave propagation. Part 2. - M .: MGTU GA, 2005.100 p.

11. Физическая энциклопедия. Под ред. А.М. Прохорова. Т.5. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. с.81.11. Physical encyclopedia. Ed. A.M. Prokhorov. T.5. - M .: Big Russian Encyclopedia, 1998.p.81.

12. Справочник по системотехнике. Под ред. Р. Макола. Перевод с английского под ред. А.В. Шилейко. - М.: «Советское радио». 1970. 688 с.12. Handbook of systems engineering. Ed. R. Makola. Translation from English, ed. A.V. Shileyko. - M .: "Soviet Radio". 1970.688 s.

13. Герман Дж.Р., Гольдберг Р.А. Солнце, погода, климат. - Л.: Гидрометеоиздат, 1981.13. Herman J.R., Goldberg R.A. The sun, weather, climate. - L .: Gidrometeoizdat, 1981.

14. СВЧ-энергетика. Сборник под редакцией Э. Окресса. Перевод под редакцией Шлифера Э.Д. - М.: Издательство Мир, 1971.14. Microwave energy. Collection edited by E. Okress. Translation edited by Schlifer E.D. - M.: Mir Publishing House, 1971.

15. Батенин В.М., Климовский И.И., Лысов Г.В., Троицкий В.Н. СВЧ-генераторы плазмы. Физика. Техника. Применение. - М.: Энергоатомиздат. 1988. 224 с.15. Batenin V.M., Klimovsky II, Lysov G.V., Troitsky V.N. Microwave plasma generators. Physics. Technics. Application. - M .: Energoatomizdat. 1988.222 s.

16. Полетавкин П.Г. Космическая энергия. - М.: Наука, 1981, с.103-130.16. Poletavkin P.G. Cosmic energy. - M .: Nauka, 1981, pp. 103-130.

17. Звонов А.А., Тарасенко В.Ф. Лазерная антенна. RU 2081488, 10.06.1997.17. Zvonov A.A., Tarasenko V.F. Laser antenna RU 2081488, 06/10/1997.

18. Звонов А.А., Ратова Е.А. Лазерная электростанция. RU 2076470. 27.03.1997.18. Zvonov A.A., Ratova E.A. Laser power station. RU 2076470.03.03.1997.

19. Енохович А.С. Краткий справочник по физике. - М.: Высшая школа», 1969, с.74-75.19. Enokhovich A.S. A quick reference to physics. - M.: Higher School ", 1969, p. 74-75.

20. Справочник по основам радиолокационной техники. Под редакцией В.В. Дружинина. Воениздат. 1967, 768 с.20. Reference on the basics of radar technology. Edited by V.V. Druzhinina. Military Publishing. 1967, 768 p.

21. Хренов К.К. Сварка, резка и пайка металлов. Учебное пособие для техникумов. - Киев: «Машиностроительная литература», 1952.21. Horseradish K.K. Welding, cutting and soldering of metals. Textbook for technical schools. - Kiev: "Engineering literature", 1952.

22. Багрянский К.В., Добротина З.А., Хренов К.К. Теория сварочных процессов. - Киев: «Высшая школа». 1976, 424 с.22. Bagryansky K.V., Dobrotina Z.A., Khrenov K.K. Theory of welding processes. - Kiev: Higher School. 1976, 424 p.

23. Справочник по ядерной физике. Перевод с английского под ред. акад. Л.А. Арцимовича. - М.: Физматиздат. 1963. 632 с.23. Handbook of nuclear physics. Translation from English, ed. Acad. L.A. Artsimovich. - M .: Fizmatizdat. 1963.632 s.

24. Розенфельд В.Е., Староскольский Н.А. Высокочастотный бесконтактный электрический транспорт. - М.: Транспорт, 1975.24. Rosenfeld V.E., Staroskolsky N.A. High-frequency non-contact electric transport. - M .: Transport, 1975.

25. Корум К.Л., Корум Д.Ф. Эксперименты по созданию шаровой молнии при помощи высокочастотного разряда и электрохимические фрактальные кластеры. УФН, Изд. РАН, апрель 1990, т.160, вып.4, с.47-58. 26 Мейнке X., Гундлес Ф. Радиотехнический справочник. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960, т.1, с.188, 117-123, 191-194.25. Corum K.L., Corum D.F. High-frequency discharge experiments with ball lightning and electrochemical fractal clusters. UFN, Publ. RAS, April 1990, vol. 160, issue 4, pp. 47-58. 26 Meinke X., Gundles F. Radio Technical Reference. M.-L.: Gosenergoizdat, 1960, v. 1, p. 188, 117-123, 191-194.

27. Патент СССР N 781, кл. H05F 7/00, 1925.27. USSR patent N 781, cl. H05F 7/00, 1925.

28. Электротехнический справочник, 1971 г. Изд-во Энергия, т.I, стр.871.28. Electrotechnical reference book, 1971 Energy publishing house, vol. I, p. 871.

29. Звонов Д.А, Звонов А.А. Устройство конструкции Звоновых для сварки и резки материалов. RU 2118244, 1988.29. Zvonov D.A., Zvonov A.A. Design device Zvonovyh for welding and cutting materials. RU 2118244, 1988.

30. Басов Н.Г. Полупроводниковые квантовые генераторы. - М.: «Успехи физических наук». 1965. Т.85, в.4.30. Basov N.G. Semiconductor quantum generators. - M .: "The successes of the physical sciences." 1965. T. 85, v. 4.

Claims (4)

1. Способ беспроводного электропитания удаленных потребителей энергии по лазерному лучу, заключающийся в оптическом соединении высоковольтного источника Тесла с потребителем электрической энергии путем направления лазерного луча на потребителя электрической энергии, фотоионизации атмосферы на пути распространения лазерного луча путем увеличения энергии лазерного излучения до энергии фотоионизации составляющих атмосферного воздуха в лазерном луче и после образования в лазерном луче токопроводящего канала - резонансной передаче по нему электрической энергии напряжением десятки ÷ сотни киловольт с использованием резонансного трансформатора Тесла, отличающийся тем, что токопроводящий канал в атмосфере создают импульсным многочастотным лазерным излучением с периодом следования импульсов, большим времени релаксации плазмы в лазерном луче, разность соседних частот многочастотного лазерного излучения выбирают равной или кратной соответствующим частотам Фраунгоферовых линий поглощения электромагнитного излучения молекулами и/или атомами атмосферного воздуха, длительность лазерных импульсов выбирают не меньшей времени распространения потенциальной волны вдоль лазерного луча, а резонансную частоту передачи высоковольтного напряжения по токопроводящему каналу выбирают в диапазоне единицы ÷ десятки кГц и синхронизируют ее с частотой следования лазерных импульсов.1. A method for wireless power supply of remote energy consumers via a laser beam, which consists in optical connection of a Tesla high voltage source with an electric energy consumer by directing a laser beam to an electric energy consumer, photoionizing the atmosphere along the laser beam propagation path by increasing the laser radiation energy to photoionization energy of atmospheric air components in the laser beam and after the formation of a conductive channel in the laser beam - the resonant transmission of about it of electric energy with a voltage of tens to hundreds of kilovolts using a Tesla resonant transformer, characterized in that the conductive channel in the atmosphere is created by pulsed multi-frequency laser radiation with a pulse repetition time longer than the plasma relaxation time in the laser beam, the difference in adjacent frequencies of multi-frequency laser radiation is chosen equal to or a multiple of the corresponding frequencies of the Fraunhofer absorption lines of electromagnetic radiation by molecules and / or atoms of atmospheric air, the duration of the laser pulses is chosen not less than the propagation time of the potential wave along the laser beam, and the resonant frequency of the transmission of the high voltage voltage through the conductive channel is selected in the range of units to tens of kHz and synchronized with the pulse frequency of the laser pulses. 2. Устройство для беспроводного электропитания удаленных потребителей энергии по лазерному лучу, содержащее передающий и приемный модули электрической энергии, токосъемные электроды которых установлены соосно и соединены между собой лазерной линией резонансной передачи электрической энергии, содержащей не менее двух импульсных лазеров для ионизации атмосферы и создания токопроводящего воздушного канала между электродами передающего и приемного модулей, причем передающий модуль содержит повышающий резонансный трансформатор Тесла, а приемный модуль - понижающий резонансный трансформатор Тесла и/или диодно-конденсаторный блок, соединенные с соответствующими электродами передающего и приемного модулей, отличающееся тем, что лазерная линия резонансной передачи электрической энергии дополнительно содержит блок сведения лазерных лучей, блок сведения установлен соосно с токосъемным электродом передающего модуля или в непосредственной близости от него, токосъемные электроды передающего и приемного модулей выполнены тугоплавкими, лазеры разнесены по частоте на величину, соответствующую Фраунгоферовым линиям поглощения электромагнитного излучения молекулами и/или атомами атмосферного воздуха, лазеры выполнены с длительностью импульсов, не меньшей времени распространения потенциальной волны между электродами приемного и передающего модулей, период следования импульсов лазера выполнен не меньшим времени релаксации плазмы в ионизированном воздушном канале, а резонансная частота передающего и приемного трансформаторов Тесла выполнена кратной частоте следования лазерных импульсов.2. A device for wireless power supply of remote energy consumers via a laser beam, comprising transmitting and receiving electric energy modules, the collector electrodes of which are mounted coaxially and interconnected by a laser line of resonant transmission of electrical energy containing at least two pulsed lasers for ionizing the atmosphere and creating conductive air channel between the electrodes of the transmitting and receiving modules, and the transmitting module contains a Tesla boost resonant transformer and the receiving module is a Tesla resonance step-down transformer and / or a diode-capacitor unit connected to the corresponding electrodes of the transmitting and receiving modules, characterized in that the laser line for resonant transmission of electric energy further comprises a laser light converging unit, the information unit is installed coaxially with the collector electrode the transmitting module or in the immediate vicinity of it, the collector electrodes of the transmitting and receiving modules are made of refractory, the lasers are spaced in frequency over the reason corresponding to the Fraunhofer absorption lines of electromagnetic radiation by molecules and / or atoms of atmospheric air, the lasers are made with a pulse duration not less than the propagation time of the potential wave between the electrodes of the receiving and transmitting modules, the pulse repetition period of the laser is made not less than the plasma relaxation time in the ionized air channel, and the resonant frequency of the Tesla transmitting and receiving transformers is made a multiple of the laser pulse repetition rate. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно выполнено с параметрами:
P и м и н P и < P и м а х
Figure 00000024
, Pи=Eии,
Eи=(h·Δν)×n1,
n 1 = n 1 у д ( π r 2 D )
Figure 00000025
, D≤U/Eт,
Δ ν = ( ν 1 ν 2 ) = ν р е з i
Figure 00000026
,
τи≥D/V, T≥τрел,
T=K×(1/fрез)=K×2π√(L·C)
где:
Pи, Eи - мощность и энергия электромагнитного излучения с частотой Δν и длительностью τи, необходимая для создания в атмосфере ионизированного канала длиной D с плотностью зарядов n i у д
Figure 00000015
;
P и м и н
Figure 00000016
, P и м а х
Figure 00000027
- минимально и максимально допустимое значение Pи для фотоионизации атмосферного воздуха;
h=6.62517·10-34 Дж·сек - постоянная Планка;
Δν, ν1, ν2 - частота биений и излучения первого и второго лазера соответственно;
ν р е з i
Figure 00000018
∈ {ультрафиолетовый ÷ сантиметровый диапазон электромагнитных волн} - Фраунгоферова i-я линия поглощения электромагнитного излучения молекулами и атомами воздуха;
n 1 у д 10 7 ÷ 10 8 с м 3
Figure 00000008
- плотность электрических зарядов в атмосферном канале, необходимая для электрического пробоя (полной ионизации - n 2 у д 10 19 ÷ 10 21 с м 3
Figure 00000002
) атмосферы электрическим полем Тесла с напряженностью Eт=U/D≈20 В/см;
r - средний радиус лазерного луча;
U=(10÷220) кВ - напряжение между передающим и приемным электродами лазерной линии резонансной передачи электричества Тесла;
τ - длительность лазерных импульсов;
D - дальность передачи электрической энергии;
V - скорость распространения потенциальной волны;
T - период следования лазерных импульсов;
τрел - время релаксации плазмы на пути распространения лазерных лучей;
fрез∈{0.5÷50} кГц - резонансная частота трансформатора Тесла;
L, C - индуктивность и емкость трансформатора Тесла соответственно,
K - целое число, большее единицы.
3. The device according to claim 2, characterized in that it is made with parameters:
P and m and n P and < P and m but x
Figure 00000024
, P and = E and / τ and ,
E and = (h · Δν) × n 1 ,
n one = n one at d ( π r 2 D )
Figure 00000025
, D≤U / E t ,
Δ ν = ( ν one - ν 2 ) = ν R e s i
Figure 00000026
,
τ and ≥D / V, T≥τ rel ,
T = K × (1 / f rez ) = K × 2π√ (L · C)
Where:
P and , E and are the power and energy of electromagnetic radiation with a frequency Δν and a duration of τ and necessary to create an ionized channel of length D with a charge density in the atmosphere n i at d
Figure 00000015
;
P and m and n
Figure 00000016
, P and m but x
Figure 00000027
- minimum and maximum allowable value P and the atmospheric air photoionization;
h = 6.62517 · 10 -34 J · sec - Planck's constant;
Δν, ν 1 , ν 2 - beat frequency and radiation of the first and second laser, respectively;
ν R e s i
Figure 00000018
∈ {ultraviolet ÷ centimeter range of electromagnetic waves} - Fraungoferova i-th line of absorption of electromagnetic radiation by molecules and air atoms;
n one at d 10 7 ÷ 10 8 from m - 3
Figure 00000008
- the density of electric charges in the atmospheric channel, necessary for electrical breakdown (full ionization - n 2 at d 10 19 ÷ 10 21 from m - 3
Figure 00000002
) the atmosphere of the Tesla electric field with a strength of E t = U / D≈20 V / cm;
r is the average radius of the laser beam;
U = (10 ÷ 220) kV - voltage between the transmitting and receiving electrodes of the laser line of the resonant transmission of electricity Tesla;
τ is the duration of laser pulses;
D is the transmission range of electrical energy;
V is the propagation velocity of the potential wave;
T is the laser pulse repetition period;
τ rel is the plasma relaxation time along the propagation path of laser beams;
f res ∈ {0.5 ÷ 50} kHz - resonant frequency of the Tesla transformer;
L, C - inductance and capacitance of the Tesla transformer, respectively,
K is an integer greater than one.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что тугоплавкие электроды выполнены из вольфрама и/или графита. 4. The device according to claim 2, characterized in that the refractory electrodes are made of tungsten and / or graphite.
RU2013111315/07A 2013-03-14 2013-03-14 Method and device for wireless electric power supply to remote consumers of electrical energy via laser beam RU2538160C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013111315/07A RU2538160C2 (en) 2013-03-14 2013-03-14 Method and device for wireless electric power supply to remote consumers of electrical energy via laser beam

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013111315/07A RU2538160C2 (en) 2013-03-14 2013-03-14 Method and device for wireless electric power supply to remote consumers of electrical energy via laser beam

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013111315A RU2013111315A (en) 2014-09-20
RU2538160C2 true RU2538160C2 (en) 2015-01-10

Family

ID=51583528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013111315/07A RU2538160C2 (en) 2013-03-14 2013-03-14 Method and device for wireless electric power supply to remote consumers of electrical energy via laser beam

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2538160C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111697871A (en) * 2020-04-29 2020-09-22 西北核技术研究院 Output voltage adjusting method of Tesla transformer type pulse power source

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3719829A (en) * 1970-04-10 1973-03-06 Versar Inc Laser beam techniques
US4414461A (en) * 1981-08-21 1983-11-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Laser pumped superconductive energy storage system
DE4034669A1 (en) * 1990-10-31 1992-05-07 Joergen Brosow METHOD FOR REMOTE TRANSMISSION OF ENERGY
DE4136058A1 (en) * 1991-10-31 1993-05-06 Siegfried O-1055 Berlin De Stargard Laser based wireless transmission of HV power - using laser rod array transmitting current matching earths ballistic properties to receiving aerial resembling lightning conductor
RU2143775C1 (en) * 1999-03-25 1999-12-27 Стребков Дмитрий Семенович Power transmission method and device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3719829A (en) * 1970-04-10 1973-03-06 Versar Inc Laser beam techniques
US4414461A (en) * 1981-08-21 1983-11-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Laser pumped superconductive energy storage system
DE4034669A1 (en) * 1990-10-31 1992-05-07 Joergen Brosow METHOD FOR REMOTE TRANSMISSION OF ENERGY
DE4136058A1 (en) * 1991-10-31 1993-05-06 Siegfried O-1055 Berlin De Stargard Laser based wireless transmission of HV power - using laser rod array transmitting current matching earths ballistic properties to receiving aerial resembling lightning conductor
RU2143775C1 (en) * 1999-03-25 1999-12-27 Стребков Дмитрий Семенович Power transmission method and device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111697871A (en) * 2020-04-29 2020-09-22 西北核技术研究院 Output voltage adjusting method of Tesla transformer type pulse power source

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013111315A (en) 2014-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2548571C2 (en) System for wireless electric power supply to remote consumers of electrical energy via laser beam
RU2161850C1 (en) Technique and gear to transmit electric energy
RU2143775C1 (en) Power transmission method and device
RU2310964C1 (en) Electrical energy transmission method and device
RU2342761C1 (en) Method and device for electric energy transmission (versions)
RU2183376C2 (en) Procedure and gear to transmit electric energy ( alternatives )
RU2273939C1 (en) Method and device for transferring electric energy (variants)
Lassalle et al. Development and test of a 400-kV PFN Marx with compactness and rise time optimization
Efremov et al. High-power sources of ultra-wideband radiation with subnanosecond pulse lengths
Strebkov et al. Resonant methods for electric power transmission and application
RU2172546C1 (en) Method and device for electrical energy transmission
US9160156B2 (en) System for harvesting atmospheric electricity
RU2538160C2 (en) Method and device for wireless electric power supply to remote consumers of electrical energy via laser beam
Prabhu et al. Wireless Electricity Transfer Methodologies Using Embedded System Technology
Armanious et al. An electrically small conical folded dipole antenna for use as a compact, self-resonant mesoband high-power microwave source
Roh et al. Analysis of output pulse of high voltage and nanosecond Blumlein pulse generator
Efremov et al. A four-channel source of high-power pulses of ultrawideband radiation
Duke Wireless power transmission
Vézinet et al. Development of a compact narrow-band high power microwave system
Bank New One-Way Line for Electric Transmission System
RU2614987C1 (en) Device and method for transmission of electric power (versions)
AU2016337508A1 (en) Low eletromagnetic field electrosurgical cable
Koshelev et al. Study on stability and efficiency of high-power ultrawideband radiation source
Widyastuti et al. Dampak Korona pada SUTET 500 kV Terhadap Radio Interference: Dampak Korona pada Sutet 500 kV Terhadap Radio Interference
Anagha et al. Influence of Field Spacer Geometry on the Performance of a High Voltage Coaxial Type Transmission Line with Solid Dielectric Spacer in Vacuum

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160315