Tradicional sistemas de transmisión de energía por cable generalmente requieren tendido de cables de transmisión entre las unidades distribuidas y las unidades de consumo. Esto produce muchas limitaciones como el costo del sistema, el costo de los cables, las pérdidas incurridas en la transmisión y en la distribución. Imagínese, solo la resistencia de la línea de transmisión da como resultado una pérdida de aproximadamente el 20-30% de la energía generada.
Si habla del sistema de transmisión de energía de CC, incluso eso no es factible ya que requiere un conector entre la fuente de alimentación de CC y el dispositivo.
Imagine un sistema completamente desprovisto de cables, donde puede llevar energía CA a sus hogares sin cables. Donde podrás recargar tu móvil sin tener que enchufar físicamente a la toma. Donde la batería del marcapasos (colocada dentro de un corazón humano) se puede recargar sin tener que reemplazar la batería. Por supuesto, un sistema de este tipo es posible y ahí es donde entra el papel de la transmisión de energía inalámbrica.
Este concepto en realidad no es un concepto nuevo. Toda esta idea fue desarrollada por Nicolas Tesla en 1893, donde desarrolló un sistema de iluminación de bombillas de vacío mediante técnicas de transmisión inalámbrica.
No podemos imaginar un mundo sin Energía inalámbrica La transferencia es factible: teléfonos móviles, robots domésticos, reproductores MP3, computadoras, laptops y otros dispositivos portátiles que se pueden cargar solos sin nunca estar conectados, liberándonos de ese cable de alimentación final y ubicuo. Es posible que algunas de estas unidades ni siquiera requieran una gran cantidad de pilas / baterías eléctricas para funcionar.
3 tipos de métodos de transferencia de energía inalámbricos:
- Acoplamiento inductivo : Uno de los métodos más destacados para transferir energía es a través del acoplamiento inductivo. Se utiliza básicamente para la transmisión de potencia de campo cercano. Se basa en el hecho de que cuando la corriente fluye a través de un cable, se induce un voltaje en los extremos del otro cable. La transmisión de potencia se realiza mediante inductancia mutua entre los dos materiales conductores. Un ejemplo general es un transformador.
Transmisión de potencia mediante acoplamiento inductivo
- Transmisión de potencia por microondas: Esta idea fue desarrollada por William C. Brown. Toda la idea implica convertir la energía de CA en energía de RF y transmitirla a través del espacio y volver a convertirla en energía de CA en el receptor. En este sistema, la energía se genera utilizando fuentes de energía de microondas como klystron, y esta energía generada se da a la antena transmisora a través de la guía de ondas (que protege la energía de microondas de la energía reflejada) y el sintonizador (que iguala la impedancia de la fuente de microondas con el de la antena). La sección de recepción consta de la antena de recepción que recibe la potencia de microondas y el circuito de filtro y adaptación de impedancia que empareja la impedancia de salida de la señal con la de la unidad rectificadora. Esta antena receptora junto con la unidad rectificadora se conoce como Rectenna. La antena utilizada puede ser un dipolo o una antena Yagi-Uda. La unidad receptora también consta de la sección rectificadora que consta de diodos Schottky que se utiliza para convertir la señal de microondas en señal de CC. Este sistema de transmisión utiliza frecuencias en el rango de 2 GHz a 6 GHz.
Transmisión de energía inalámbrica mediante microondas
- Transmisión de potencia láser: Implica el uso de un rayo LÁSER para transferir energía en forma de energía luminosa, que se convierte en energía eléctrica en el extremo del receptor. El LÁSER se alimenta con fuentes como el sol o cualquier generador de electricidad y, en consecuencia, genera luz enfocada de alta intensidad. El tamaño y la forma del haz están determinados por un conjunto de ópticas y esta luz LÁSER transmitida es recibida por las células fotovoltaicas, que convierten la luz en señales eléctricas. Generalmente utiliza cables de fibra óptica para la transmisión. Al igual que en el sistema de energía solar básico, el receptor utilizado en la transmisión basada en LÁSER es el conjunto de células fotovoltaicas o paneles solares que pueden convertir la luz monocromática incoherente en electricidad.
Un sistema de transmisión de energía LASER
Transferencia inalámbrica de energía solar
Uno de los sistemas de transferencia de energía inalámbricos más avanzados se basa en la transferencia de energía solar mediante un haz de microondas o láser. El satélite está estacionado en la órbita geoestacionaria y consta de células fotovoltaicas que convierten la luz solar en una corriente eléctrica que se utiliza para alimentar un generador de microondas y, en consecuencia, generar energía de microondas. Esta potencia de microondas se transmite mediante comunicación de RF y se recibe en la estación base utilizando un Rectenna, que es una combinación de una antena y un rectificador y se convierte de nuevo en electricidad o en la potencia de CA o CC requerida. El satélite puede transmitir hasta 10 MW de potencia de RF.
Ejemplo práctico de transferencia de energía inalámbrica
El principio básico consiste en convertir la energía de CA en energía de CC usando rectificadores y filtros y luego volver a convertirla a CA a alta frecuencia usando inversores. Esta energía de CA de alta frecuencia y baja tensión pasa del primario del transformador al secundario y se convierte en energía de CC utilizando un rectificador, filtro y regulador.
Diagrama de bloques que muestra la transmisión de energía inalámbrica
- La señal de CA se rectifica a la señal de CC utilizando una sección de rectificador de puente.
- La señal de CC obtenida pasa a través del devanado de realimentación1, que actúa como circuito oscilador.
- La corriente que pasa a través del devanado de retroalimentación1 hace que el transistor1 conduzca, lo que permite que la corriente CC fluya a través del transistor hasta el primario del transformador que se deja en la dirección correcta.
- Cuando la corriente pasa a través del devanado de retroalimentación2, el transistor correspondiente comienza a conducir y la corriente CC fluye a través del transistor hacia el primario del transformador en dirección de derecha a izquierda.
- Por lo tanto, se desarrolla una señal de CA a través del primario del transformador, para ambos semiciclos de la señal de CA. La frecuencia de la señal depende de la frecuencia de oscilación de los circuitos osciladores.
- Esta señal de CA aparece a través del secundario del transformador y cuando el secundario está conectado al primario de otro transformador, aparece un voltaje de CA de 25 kHz en el primario del transformador reductor.
- Este voltaje de CA se rectifica usando un puente rectificador y luego se filtra y regula usando LM7805 para obtener una salida de 5V para impulsar un LED.
- La salida de voltaje de 12 V de un condensador se utiliza para alimentar el motor del ventilador de CC para operar el ventilador.
Esta es una descripción básica de la transmisión de energía inalámbrica. A pesar de esto, ¿alguna vez se preguntó por qué el sistema de transmisión básico sigue siendo inalámbrico? Si tiene alguna duda sobre este concepto o sobre electricidad y proyectos electronicos deja tu sección de comentarios a continuación
Autor de la foto:
- Acoplamiento inductivo por manual-rfid
- Transmisión de potencia usando rayo LÁSER por la luna viviente
