3D tištěná rektena využívá 5G sítě jako zdroj energie  
Těžaři elektromagnetických vln využívají fantastickou příležitost, jakou jim zřejmě neúmyslně nabídli tvůrci 5G sítě. Frekvence těchto sítí jsou plné energie, která si doslova říká o využití. Právě to nabízí unikátní a praktická 3D tištěná rektena, jejíž velikost i tvar připomínají hrací kartu.
Hrací karta s rektenou. Kredit: Christopher Moore, Georgia Tech.
Hrací karta s rektenou. Kredit: Christopher Moore, Georgia Tech.

Svět je dnes prosycený elektromagnetickými signály, které představují spoustu relativně snadno dostupné energie. Jen mít po ruce vhodnou technologii. Tým americké techniky Georgia Tech takovou technologii má, jednoduchou a praktickou. Je to 3D tištěná rektena (rectenna, rectifying antenna) – tedy anténa, co umí konvertovat elektromagnetické záření na stejnosměrný elektrický proud – o velikosti hrací karty. Tato rektena těží energii ze signálu 5G sítě a používá ji pro provoz elektrických zařízení. Tím se z 5G sítě stává energetická infrastruktura.

 

Bezdrátové sítě jsou už delší dobu v hledáčku snah o zužitkování energie elektromagnetických vln. Některé projekty se zajímaly o vlny Wi-Fi sítí, jiné zase o vlny televizního a rádiového vysílání. Jedna technologie se dokonce snažila prodloužit výdrž baterie chytrého telefonu tím, že využívala rádiové vlny generované samotným telefonem.

 

Tvůrci rekteny, zleva Manos Tentzeris, Aline Eid a Jimmy Hester. Kredit: Christopher Moore, Georgia Tech.
Tvůrci rekteny, zleva Manos Tentzeris, Aline Eid a Jimmy Hester. Kredit: Christopher Moore, Georgia Tech.

5G sítě ale podstatně mění situaci. Byly navrženy pro rychlou komunikaci. A kvůli tomu jejich mikrovlnné frekvence nesou hodně vyzařované energie. Tím tvůrci 5G sítí, zřejmě neúmyslně, vytvořili fantastickou příležitost pro těžaře elektromagnetických vln. Teď mohou vyvíjet zařízení pro zužitkování elektromagnetických vln, které bude mnohem efektivnější než dosavadní technologie.

 

Pokud jde o energii mikrovln, podobné technologie se objevily již dříve. Před vznikem 5G sítí ale nebyly praktické. Těžba energie z mikrovln na větší vzdálenost totiž vyžaduje velké rekteny. A to je problém, protože čím větší je rektena, tím více musí být směrovaná přímo na zdroj mikrovln.

 

Georgia Tech, logo.
Georgia Tech, logo.

Tým georgijské techniky tohle vyřešil pomocí takzvaných Rotmanových čoček, což je oblíbená komponenta řady dnešních radarových systémů a systémů pro elektronický boj. Stručně řečeno, tyto čočky umožňují, aby radary nebo třeba rekteny pokrývaly mnohem větší prostor, aniž by se musely pohybovat či rotovat. Výsledkem je 3D tištěný a doslova ohýbatelný systém, který je schopný těžit energii z mikrovln 5G sítě, přicházejících z libovolného směru. Přitom tato nová rektena vytěží 21 krát více energie, než dosavadní nejlepší srovnatelné systémy.

 

I tak to není bůhvíjaké množství energie. Nová rektena vytěží cca 6 mikrowattů z mikrovln vysílače 5G sítě, který je vzdálený 180 metrů. Ale je to rozhodně lepší než nic. V dohledné budoucnosti by takový výkon měl stačit pro malé senzory a zařízení, především v rámci Internetu věcí (IoT), stejně jako pro rozmanitá šikovná nositelná zařízení. Byla by škoda nechat vyšumět energii vln 5G sítě bez užitku.

 

Video: Leveraging the 5G Network to Wirelessly Power IoT Devices

 

Literatura

Georgia Tech 25. 3. 2021.

Scientific Reports 11: 636.

Datum: 30.03.2021
Tisk článku

Související články:

Elektřina ze ztracené energie mikrovln     Autor: Stanislav Mihulka (09.11.2013)
Jak vytěžit elektřinu z odpadního tepla?     Autor: Stanislav Mihulka (11.07.2018)
Ohebná 2D anténa vyrábí z Wi-Fi signálů elektřinu     Autor: Stanislav Mihulka (30.01.2019)



Diskuze:

Rekténa

Marek Holub,2021-03-31 12:42:15

Dovolil bych si faktickou poznámku k názvu: výraz rekténa "sa vo slovníku našej mládeže asi ťažko ujme".

Odpovědět

Tohle už tady bylo dávno :-)

František Kroupa,2021-03-30 21:20:07

A hned v několika podobách, odpovídajících prehistorické analogové době:
1) Krystalka - tedy zcela pasivní přijímač, hrající jen díky energii přijímané z vysílače. Asi před padesáti lety jsme je na škole vyráběli z telefonní sluchátkové vložky (50 Ω), diody GA201 a kusu drátu; hrálo to docela slušně (zkoušeli jsme připojit i reproduktor od rozhlasu po drátě - šlo to, samozřejmě potichu). Pravda, 200 kW středovlnný vysílač Veľké Kostoľany byl vzdálen jen asi 30 km.
2) V blízkém okolí oněch výkonných vysílačů se dala při troše snahy a vhodné "antény" rozsvítit zářivka.

Odpovědět


Re: Tohle už tady bylo dávno :-)

Pavel Hudecek,2021-03-30 22:00:36

Zrovna minulý týden jsem při online kroužku předváděl dětem krystalku:-) 50 ohm sluchátko je tady bez šance, naštěstí mám z dávné doby vysokoohmové. Místo dnes nesehnatelné GA jsem použil shottky BAT46. Na asi 5 m drátu v pokoji chytím ČRo, Country a nějaký Maďary co maj výkon 2 MW.

Ale teda jen to ČRo (750 kW č. Brod) jsem chytil podle sluchu, ty druhé dvě jsem musel napřed najít jako pík na změřeném spektru a teprve potom ladit cíleně. A ČRo z Brodu na konci roku vypnou, stejně jako většinu dalších. Jestli bude v létě tábor, tak to ještě aspoň jednou stihneme s velkou anténou:-)

Odpovědět


Re: Re: Tohle už tady bylo dávno :-)

Vojtěch Běhunčík,2021-03-31 16:02:15

V originální krystalce žádná průmyslově vyráběná polovodičová dioda nebyla - byl tam krystal sirníku olovnatého (galenit), ke kterému se přitlačoval pružný drátek ... viz
https://cs.wikipedia.org/wiki/Krystalka
Nejlépe to fungovalo v okolí silných vysílačů - dlouhovlnná (272/270 kHz) moravská Topolná
(od roku 1952 1x/2x 200 kW, po roce 1975 1x/2x 750 kW) - má končit 31. prosince 2021.
Na Slovensku byl nejsilnějším vysílačem středovlnný (1098 kHz) vysílač u Nitry (2x25 kW).

Odpovědět


Re: Re: Re: Tohle už tady bylo dávno :-)

František Kroupa,2021-04-01 18:31:15

Vysílač Topolná už delší dobu skomírá, v současnosti má výkon pouhých 50 kW, byť s účinnější modulací. Letos má skončit úplně. Je to škoda, kmitočet 272 kHz (později 270 kHz) byla naše válečná kořist na Německu. Na dlouhých vlnách moc místa není, Němci před válkou zabrali pět komitočtů a na nás nezbylo nic. Pokrýt území našeho podlouhlého státu z jednoho místa jinak než na DV nešlo.
S tím Slovenskem jste se asi uklepl v řádu. Onen vysílač "u Nitry" (1098 kHz) se nalézá v katastru obce Veľké Kostoľany, čili je to tentýž, o kterém jsem psal výše :-), v době svého zenitu měl výkon až 500 kW. Kromě toho tam byly 4 krátkovlnné vysílače cca 250 kW. Co se krátkých vln týče, jestě významnější bylo vysílací středisko u Rimavské Soboty.
Jo: vysílač Nitra / Veľké Kostoľany už neexistuje. Sožáry byly demontovány areál zlikvidován a probíhá tam výstavba domů.

Odpovědět


Re: Re: Tohle už tady bylo dávno :-)

Vojtěch Běhunčík,2021-03-31 16:05:26

Stejně tak jako dobrá anténa (co nejdelší drát mezi vajíčkovými izolátory) bylo důležité dobré uzemnění ...

Odpovědět


Re: Re: Tohle už tady bylo dávno :-)

František Kroupa,2021-04-01 18:06:02

Obchod p. Bučka (zakladatel před dvěma týdny bohužel zemřel) v Brně prodává GA205 po 5 Kč. Jinak si vzpomínám na desky z počítače, kde byly stovky diod GA203 (černé pouzdro s modrým proužkem).

Odpovědět


Re: Re: Re: Tohle už tady bylo dávno :-)

Mira Tas,2021-04-01 19:51:23

P. Buček už není mezi námi? Ach jo. RIP.

Odpovědět


Re: Tohle už tady bylo dávno :-)

Vladimír Bzdušek,2021-03-30 23:44:18

Zlaté časy. Býval som cca 10km od Kostolian, a také sluchátko mal každý chalan. Veko sluchátka bolo na závit s jemným stúpaním, tým sa nastavil najhlasnejší zvuk a dióda sa naletovala dovnútra sluchátka na dve pájkovacie plošky, kde boli prívody na dvojicu cievok. No a najlepší signál dávala "anténa" zo zvodu plechovej ríny na trojposchodovej bytovke. Nikto nedokázal natiahnuť lepšiu drátovú. Bočným efektom bolo to, že Kostoľany prehlušili všetko ostatné. Najbližšie obytné domy boli asi 400-500m od vysielača, tam na natiahnutý drát vraj svietila aj žiarovka. Neviem síce aká presne, ale bolo to vraj zakázané používať, a dokonca sa to vraj aj nejako kontrolovalo. Keby vtedy existovali LEDky !!!!

Odpovědět


Re: Re: Tohle už tady bylo dávno :-)

Jan Novák9,2021-03-30 23:55:57

To byla 3,5V žárovička do baterky na plochou baterii.

Odpovědět

5G vs zdravie

Zicho Trenčiansky,2021-03-30 14:54:01

Keď už autor otvoril túto tému ... chcel by som sa spýtať na tomto fóre, či 5G siete naozaj môžu alebo nemôžu byť nebezpečné pre ľudské zdravie, prípadne iné živočíchy.

Aký je ich vyžarovaný výkon atp?

Viem o tom, že smerovými anténami sa dajú "upiecť holuby", ale to sú antény smerové.

Odpovědět


Re: 5G vs zdravie

Petr Hájek,2021-03-30 16:13:00

Tak v zásadě, 5G síť je velmi široký pojem.

Ta část, která se nás nejvíc dotýká, tedy vysílače mobilní sítě a mobilní telefony, budou pracovat stále se stejnými frekvencemi jako pro 2G, 3G a 4G sítě, tedy od 450MHz to 2.8GHz. Rozdíl je jen v modulaci a v struktuře datového toku.

A ano, je pravda, že na vojně se tradovala historka o kuřeti pečeném před radarem. Technicky je to možné. Vysoký vyzařovaný výkon a krátká vzdálenost - v řádu jednotek metrů od antény (směrové) má silné tepelné důsledky...
Ale jsme si jistý, že ten radar nebyl 5G. :-)

Odpovědět


Re: 5G vs zdravie

Pavel Hudecek,2021-03-30 16:37:20

Výkony 5G vysílačů jsou podobné jako mobilních, jen by jich časem mělo být víc.

Ale hlavní je, že účinek takhle vysokých frekvencí je čistě tepelný. A člověk je evolucí "konstruován" na ohřev sluníčkem, asi 1 kW/m2. A takový výkon asi hned tak z rádiových vln mít nebudeme, touto dobou se naopak největší vysílače (AM rádio) vypínají. Ty mívaly megawatty běžně a nikdo to neřešil. Teď máme poslední 750 kW, který končí na konci roku. Hlavně kvůli nákladnosti vysílání.

A ani s těmi směrovými anténami to není zas takový zázrak. Mají zpravidla velkou plochu, takže výkonová hustota sice pomalu ubývá, ale od začátku není velká. Vlastně jediné místo, kde je výkon dostatečně koncentrován, je buď mikrovlnná trouba, nebo lékařské přístroje pro ohřev tkáně.

Teoreticky je ještě šance chytit velkou výkonovou hustotu u starého vojenského radaru s parabolou, kde nejprve ozařovač ozáří parabolu a z ní jde teprve rovnoběžný svazek. Takže těsně u ozařovače, který je malý, je šance na velkou hustotu výkonu. Jenže radary téhle generace vysílají jen krátké pulzy a většinu času čekají na příjem odrazu, takže v průměru zas nic moc:-)

Je teda jeden orgán u pánů, co nemá rád teplo. Ten je před sluníčkem zpravidla schován. Ale výzkumy na téma plodnost a mobil v kapse dospěly k tomu, že horší problém jsou slipy než mobil, i kdyby mu pořád běžel net naplno:-)

Odpovědět


Re: 5G vs zdravie

Jirka Novotný,2021-03-30 21:00:15

Pro léčebné účely by bylo potřeba výkon mnohonásobně zvýšit.
https://www.btl.cz/produkty-fyzioterapie-mikrovlnna-diatermie-btl-6000-microwave
https://www.wikiskripta.eu/w/Mikrovlnná_diatermie

Odpovědět


Re: 5G vs zdravie

Pavel Hudecek,2021-03-30 21:21:23

Vlastně se dá říct, že 5G má klasickou smůlu ve stylu "týpek na kterýho se koukaj jak na vraha, protože byl ve špatnou dobu na špatným místě".

1. Jako všechno nové, co je pro nákup obecným lidem a zároveň to vyžadovalo velké investice, začalo 5G bombastickým PR, které z toho udělalo něco extra super, nejrychlejší, nejlepší pokrytí, nejsilnější signál, ... prostě úplně superdupernejnejnej.
2. Zároveň tohle PR přišlo do doby velkého rozmachu socsíťových fám. Pak se snadno z PR "nejsilnější signál", stane fake "nejnebezpečnější signál".

Prostě stačí pár pošahanců s diagnózou "bájivá lhavost" a ti z bomba PR vykouzlí bomba nebezpečnost:-)

Odpovědět


Re: Re: 5G vs zdravie

Jan Novák9,2021-03-31 00:02:52

To byly ty videa kde pekli kukuřici mezi několika mobily. A ono to opravdu fungovalo...

... Jen nesměl být vidět ignitron vymontovaný z mikrovlnky který vyzařoval skrze desku stolu a pekl tu kukuřici...

To by mě docela zajímalo kolik lidí se zranilo při natáčení takových volovin, rozebraná a zapojená mikrovlnka není zrovna nejbezpečnější. Ty mobily nejspíš taky odešly do křemíkového nebe.

Odpovědět


Re: Re: Re: 5G vs zdravie

Stanislav Raška,2021-03-31 08:09:04

V mikrovlnce je magnetron, ne ignitron!
Pro výkonové využití mikrovln je třeba usměrnění. A to se bez předchozího zesílení nezvládne, nebo je snad na to jiná možnost?

Odpovědět

5G sítě jsou široký pojem

Petr Hájek,2021-03-30 14:00:46

5G síť může vysílat na různých frekvencích, od 450MHz do 62GHz.

Předpokládám, že rozdíl ve "výtěžnosti" mezi 5G a 4G, případně 3G sítí na stejné frekvenci bude vpodstatě zanedbatelný (vysílací výkon a frekvence je stejná, liší se jen modulace), a že tento rekordní 6uW úspěch se týká právě vyšších gigahertzů.

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace