Transmissió sense fils d’energia mitjançant sistema d’energia solar i funcionament

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





Tradicional sistemes de transmissió de potència per cable normalment requereixen estirament de cables de transmissió entre les unitats distribuïdes i les unitats de consum. Això produeix moltes restriccions com el cost del sistema, el cost dels cables, les pèrdues en la transmissió i en la distribució. Imagineu-vos que només la resistència de la línia de transmissió produeix una pèrdua d’aproximadament un 20-30% de l’energia generada.

Si parleu del sistema de transmissió d'alimentació de CC, ni tan sols això no és factible, ja que requereix un connector entre la font d'alimentació de CC i el dispositiu.




Imagineu-vos un sistema completament desproveït de cables, on pugueu alimentar l’alimentació de corrent altern a casa vostra sense cables. On podeu recarregar el mòbil sense haver de connectar-lo físicament a la presa. On es pot recarregar la bateria del marcapassos (col·locada dins d’un cor humà) sense haver de substituir-la. Per descomptat, aquest sistema és possible i és aquí on arriba el paper de la transmissió d’energia sense fils.

Aquest concepte en realitat no és un concepte nou. Tota aquesta idea va ser desenvolupada per Nicolas Tesla el 1893, on va desenvolupar un sistema d’il·luminació de bombetes de buit mitjançant tècniques de transmissió sense fils.



No podem imaginar un món sense Alimentació sense fils La transferència és factible: telèfons mòbils, robots domèstics, reproductors MP3, ordinadors, ordinadors portàtils i altres aparells transmissors adequats per carregar-se sense estar mai connectats, alliberant-nos d’aquest cable d’alimentació final i omnipresent. És possible que algunes d’aquestes unitats ni tan sols necessitin un gran nombre de piles o piles elèctriques per funcionar.

3 tipus de mètodes de transferència d'energia sense fils:

  • Acoblament inductiu : Un dels mètodes més importants de transferència d’energia és mitjançant l’acoblament inductiu. S'utilitza bàsicament per a la transmissió de potència de camp proper. Es basa en el fet que quan el corrent flueix a través d’un fil, s’indueix una tensió a través dels extrems de l’altre fil. La transmissió de potència es produeix a través de la inductància mútua entre els dos materials conductors. Un exemple general és un transformador.
Transmissió de potència mitjançant acoblament inductiu

Transmissió de potència mitjançant acoblament inductiu

  • Transmissió d'energia de microones: Aquesta idea va ser desenvolupada per William C Brown. Tota la idea consisteix a convertir l'alimentació de CA en potència de RF i transmetre-la a través de l'espai i tornar-la a convertir en alimentació de CA al receptor. En aquest sistema, l’energia es genera utilitzant fonts d’alimentació de microones com el klystron, i aquesta potència generada es dóna a l’antena transmissora mitjançant la guia d’ones (que protegeix la potència del microones de la potència reflectida) i el sintonitzador (que coincideix amb la impedància de la font de microones amb el de l’antena). La secció de recepció consisteix en l'antena de recepció que rep la potència del microones i el circuit de filtratge i coincidència d'impedància que fa coincidir la impedància de sortida del senyal amb la de la unitat rectificadora. Aquesta antena receptora juntament amb la unitat rectificadora es coneix com Rectenna. L'antena utilitzada pot ser un dipol o una antena Yagi-Uda. La unitat receptora també consta de la secció rectificadora que consisteix en díodes Schottky que s’utilitza per convertir el senyal de microones en senyal de CC. Aquest sistema de transmissió utilitza freqüències entre 2 GHz i 6 GHz.
Transmissió de potència sense fils mitjançant microones

Transmissió de potència sense fils mitjançant microones

  • Transmissió de potència làser: Implica l’ús d’un feix LÀSER per transferir energia en forma d’energia lluminosa, que es converteix en energia elèctrica a l’extrem del receptor. El LASER s’alimenta mitjançant fonts com el Sol o qualsevol generador d’electricitat i, per tant, genera llum focalitzada d’alta intensitat. La mida i la forma del feix estan determinades per un conjunt d’òptiques i aquesta llum LÀSER transmesa és rebuda per les cèl·lules fotovoltaiques, que converteixen la llum en senyals elèctrics. Generalment utilitza cables de fibra òptica per a la transmissió. Com en el sistema bàsic d’energia solar, el receptor utilitzat en la transmissió basada en LÀSER és el conjunt de cèl·lules fotovoltaiques o panells solars que poden convertir la llum monocromàtica incoherent en electricitat.
Un sistema de transmissió de potència LÀSER

Un sistema de transmissió d'energia LÀSER

Transferència sense fils d'energia solar

Un dels sistemes de transferència d’energia sense fils més avançats es basa en la transferència d’energia solar mitjançant un microones o un feix LÀSER. El satèl·lit està estacionat a l'òrbita geoestacionària i està format per cèl·lules fotovoltaiques que converteixen la llum solar en un corrent elèctric que s'utilitza per alimentar un generador de microones i, en conseqüència, generar energia de microones. Aquesta potència de microones es transmet mitjançant la comunicació de RF i es rep a l'estació basada mitjançant un Rectenna, que és una combinació d'una antena i un rectificador i es torna a convertir en electricitat o en alimentació CA o CC necessària. El satèl·lit pot transmetre fins a 10 MW de potència de RF.


Exemple de treball de transferència d'alimentació sense fils

El principi bàsic consisteix a convertir l'alimentació de CA a corrent continu mitjançant rectificadors i filtres i, després, tornar-la a convertir a corrent altern a alta freqüència mitjançant inversors. Aquesta potència de CA de baixa tensió d’alta freqüència passa a continuació del transformador primari a la seva secundària i es converteix en alimentació de corrent continu mitjançant una disposició de rectificador, filtre i regulador.

Diagrama de blocs que mostra la transmissió d

Diagrama de blocs que mostra la transmissió d'alimentació sense fils

  • El senyal de corrent altern es converteix en senyal de corrent continu mitjançant una secció de rectificador de pont.
  • El senyal de CC obtingut passa pel bobinatge de retroalimentació1, que actua com a circuit de l’oscil·lador.
  • El corrent que passa pel bobinatge de retroalimentació1 fa que el transistor1 es condueixi, cosa que permet que el corrent de corrent continu a través del transistor cap a la primària del transformador es quedi en la direcció correcta.
  • Quan el corrent passa pel bobinatge de retroalimentació2, el transistor corresponent comença a conduir-se i el corrent continu flueix a través del transistor, fins al primari del transformador en direcció dreta a esquerra.
  • Per tant, es desenvolupa un senyal de corrent altern a través del primari del transformador, per a tots dos semicicles del senyal de corrent altern. La freqüència del senyal depèn de la freqüència d’oscil·lació dels circuits de l’oscil·lador.
  • Aquest senyal de corrent altern apareix a través del secundari del transformador i, a mesura que el secundari es connecta al primari d’un altre transformador, apareix una tensió CA de 25 kHz a través de la primària del transformador descendent.
  • Aquesta tensió de corrent altern es rectifica mitjançant un rectificador de pont i després es filtra i regula mitjançant LM7805 per obtenir una sortida de 5V per accionar un LED.
  • La sortida de tensió de 12 V d’un condensador s’utilitza per alimentar el motor del ventilador de CC per fer funcionar el ventilador.

Per tant, aquesta és una visió general bàsica de la transmissió d’energia sense fils. Malgrat això, mai us heu preguntat per què el sistema bàsic de transmissió continua sense fils? Si té cap pregunta sobre aquest concepte o sobre elèctrica i projectes electrònics deixeu la vostra secció de comentaris a continuació

Crèdit fotogràfic: