Технический результат состоит в повышении эффективности, снижении потерь и повышении надежности передачи электрической энергии, а также обеспечении возможности передачи электрической энергии в воздушное пространство за пределами ионосферы, появляется возможность передачи электрической энергии за пределами атмосферного слоя без размещения в атмосфере на высоте 4 - 9 км сферических облучателей, соединенных электрическими проводниками с генератором колебаний и приемником, установленными на Земле, отсутствие джоулевых потерь при передаче энергии, а также возможность передачи электрической энергии в воздушное пространство за пределами ионосферы. В способе передачи электрической энергии на высокой частоте через околоземное пространство, включающем генерирование электромагнитных колебаний и передачу их к потребителю по линии связи между высокочастотными генераторами электромагнитных колебаний и приемниками энергии, формируют в атмосфере проводящие каналы, проходящие через промежуточное проводящее тело, расположенное в околоземном пространстве, формирование проводящих каналов осуществляют фотоионизацией воздуха лазерным излучением и электрическим пробоем ионизированного воздуха.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к способу и устройству для передачи электрической энергии стационарным и мобильным потребителям электроэнергии.

Известен способ передачи электроэнергии по одному проводу, разработанный Н.Тесла в 1900 году. Согласно этому способу энергия от электрической станции поступает на искровой разрядник, соединенный последовательно с первичной обмоткой трансформатора Тесла. Один конец вторичной обмотки трансформатора Тесла соединен с Землей, а второй конец с нагрузкой, выполненной в виде конденсатора сферической или тороидальной формы, установленного на изолирующей подставке.

Трансформатор Тесла, изобретенный в 1891 году, представляет бессердечниковый или с незамкнутым сердечником трансформатор, первичная обмотка которого расположена снаружи или соосно с вторичной обмоткой. Вторичная обмотка состоит из большего числа витков медной тонкой изолированной проволоки. Один конец вторичной обмотки остается свободным, а второй при передаче напряжения высокой частоты на первичную обмотку присоединяется к линии. В высоковольтной вторичной обмотке в условиях резонанса возникают высокочастотные колебания, колебания напряжением до 7·106 В (N. Tesla, Lectures, Patents, Articles, Beograd, 1956).

Теория и конструкция трансформатора Тесла разработана немецким ученым П. Друде в 1904-1905 годах. При подаче электрического напряжения на искровой разрядник на вторичной обмотке трансформатора Тесла генерируется высокое напряжение высокой частоты (до 1000000 В, 250 кГц), которое вызывает появление высокого напряжения на конденсаторе.

Недостатком известного способа и устройства является его использование для электроснабжения только стационарных объектов. Другим недостатком является использование разрядника в качестве высокочастотного генератора и отсутствие устройства, позволяющего изменять частоту и напряжение на нагрузке, и использовать в качестве нагрузки стандартные электрические приборы, работающие на постоянном или переменном токе.

В качестве такого устройства, позволяющего изменять частоту или напряжение у потребителя и использовать стандартные электрические приборы, может быть применен понижающий трансформатор Тесла или известный диодно-конденсаторный блок, который используется в схемах удвоения напряжения и выполнен из двух встречно включенных диодов, соединенных с конденсатором, общая точка диодов соединена с источником питания (Электротехнический справочник, 1971 г. , изд-во Энергия, т. 1, стр. 871). При подаче на диодно-конденсаторный блок переменного напряжения положительная волна переменного реактивного тока идет на одну обкладку конденсатора, а отрицательная на другую обкладку. Конденсатор будет накапливать заряды, пока напряжение на его выводах не достигнет положительной и отрицательной амплитуды переменного напряжения на общей точке диодов, тогда диоды окажутся запертыми и заряд конденсатора прекратится. Так работает известная схема выпрямителя с удвоением напряжения.

Недостатком всех известных способов и устройств передачи электрической энергии является то, что они не позволяют обеспечить высокоэффективную передачу электрической энергии на большое расстояние, а также передавать электроэнергию на транспортные средства и летательные аппараты.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ передачи электроэнергии на высокой частоте, включающей генерирование высокочастотных колебаний и передачу их через согласующие устройства в линию электропередачи, в качестве которой используют сферическую фидерную линию из двух проводников, одним из которых является поверхность земного шара, а другим проводником - атмосферный слой с повышенной электронной концентрацией, при этом согласующие устройства снабжены конденсаторами связи, выполненными в виде установленных над поверхностью земли облучателей с развитой поверхностью, например сферической (А.П. Архипов. Способ передачи электроэнергии на высокой частоте. Патент РФ N 2115239, 1995 г.).

Недостатком известного способа и устройства передачи электрической энергии является необходимость размещения в атмосфере у генератора и приемника на высоте 4-9 км сферических облучателей, соединенных электрическими проводниками с генератором колебаний и приемником, установленным на Земле.

Другим недостатком является использование замкнутой двухпроводной сети, имеющей джоулевы потери при протекании по проводам и по Земле токов проводимости.

Еще одним недостатком является то, что известный способ и устройство не позволяют осуществить передачу электрической энергии за пределами его атмосферного слоя с повышенной электронной концентрацией.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности, снижение потерь и повышение надежности передачи электрической энергии, а также обеспечение возможности передачи электрической энергии в воздушное пространство за пределами ионосферы.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность передачи электрической энергии за пределами атмосферного слоя без размещения в атмосфере на высоте 4-9 км сферических облучателей, соединенных электрическими проводниками с гененатором колебаний и приемником, установленными на Земле, отсутствие джоулевых потерь при передаче энергии, а также возможность передачи электрической энергии в воздушное пространство за пределами ионосферы.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе передачи электрической энергии на высокой частоте через околоземное пространство, включающем генерирование электромагнитных колебаний и передачу их к потребителю по линии связи, между высокочастотными генераторами электромагнитных колебаний и приемниками энергии формируют в атмосфере проводящие каналы, проходящие через промежуточное проводящее тело, расположенное в околоземном пространстве, формирование проводящих каналов осуществляют фотоионизацией воздуха лазерным излучением и электрическим пробоем ионизированного воздуха в канале путем подачи высокого напряжения, а высокочастотные генераторы и приемники энергии соединяют с проводящими каналами через резонансные L-C контуры, содержащие конденсатор переменной емкости, а также собственную емкость и индуктивность повышающих трансформаторов Тесла, присоединенных к высокочастотным генератором энергии и понижающих трансформаторов Тесла, присоединенных к приемникам энергии непосредственно или через выпрямительные блоки. |Читать дальше