Traditionel kablede kraftoverførselssystemer kræver normalt liggende transmissionstråde mellem de distribuerede enheder og forbrugsenhederne. Dette giver mange begrænsninger som omkostningerne ved systemet - omkostningerne ved kablerne, de tab, der opstår i transmissionen såvel som ved distributionen. Forestil dig, kun transmissionslinjens modstand resulterer i tab på ca. 20-30% af den genererede energi.
Hvis du taler om jævnstrømstransmissionssystemet, er det ikke muligt, da det kræver et stik mellem jævnstrømsforsyningen og enheden.
Forestil dig et system, der er helt blottet for ledninger, hvor du kan få vekselstrøm til dine hjem uden ledninger. Hvor du kan genoplade din mobil uden at skulle tilslutte stikket fysisk. Hvor pacemakerens batteri (placeret i et menneskeligt hjerte) kan genoplades uden at skulle udskifte batteriet. Naturligvis er et sådant system muligt, og det er her, den rolle, trådløs kraftoverførsel kommer.
Dette koncept er faktisk ikke et nyt koncept. Hele denne idé blev udviklet af Nicolas Tesla i 1893, hvor han udviklede et system til belysning af vakuumpærer ved hjælp af trådløs transmissionsteknik.
Vi kan ikke forestille os en verden uden Trådløs strøm Overførsel er mulig: mobiltelefoner, indenlandske robotter, MP3-afspillere, computere, bærbare computere og andre gadgets, der kan overføres, der er egnede til opladning, mens de aldrig er forbundet til, hvilket frigør os fra den endelige og allestedsnærværende strømledning. Nogle af disse enheder kræver muligvis ikke engang mange antal elektriske celler / batterier for at fungere.
3 typer af trådløse strømoverførselsmetoder:
- Induktiv kobling : En af de mest fremtrædende metoder til overførsel af energi er gennem induktiv kobling. Det bruges grundlæggende til nærfeltstransmission. Det er baseret på det faktum, at når strøm strømmer gennem en ledning, induceres en spænding over enderne af den anden ledning. Kraftoverførslen finder sted gennem gensidig induktans mellem de to ledende materialer. Et generelt eksempel er en transformer.
Kraftoverførsel ved hjælp af induktiv kobling
- Mikrobølgetransmission: Denne idé blev udviklet af William C Brown. Hele ideen indebærer at konvertere vekselstrømmen til RF-strøm og transmittere den gennem rummet og igen konvertere den til vekselstrøm ved modtageren. I dette system genereres strøm ved hjælp af mikrobølgekilder som klystron, og denne genererede effekt gives til den transmitterende antenne via bølgelederen (som beskytter mikrobølgekraften fra reflekteret strøm) og tuneren (som matcher impedansen fra mikrobølgekilden med antennen). Modtagelsesafsnittet består af den modtagende antenne, der modtager mikrobølgekraften og impedanstilpasnings- og filterkredsløbet, der matcher signalets udgangsimpedans med den fra ensretterenheden. Denne modtageantenne sammen med udbedringsenheden er kendt som Rectenna. Den anvendte antenne kan være en dipol eller en Yagi-Uda-antenne. Modtagerenheden består også af ensrettersektionen, der består af Schottky-dioder, der bruges til at konvertere mikrobølgesignalet til jævnstrømsignalet. Dette transmissionssystem bruger frekvenser i området fra 2 GHz til 6 GHz.
Trådløs kraftoverføring ved hjælp af mikrobølgeovn
- Laserstrømstransmission: Det involverer brugen af en LASER-stråle til at overføre strøm i form af lysenergi, der konverteres til elektrisk energi i modtagerenden. LASER får strøm ved hjælp af kilder som Sun eller en hvilken som helst elgenerator og genererer følgelig højintensitetsfokuseret lys. Strålestørrelsen og formen bestemmes af et sæt optik, og dette transmitterede LASER-lys modtages af de solceller, der omdanner lyset til elektriske signaler. Det bruger generelt optiske fiberkabler til transmission. Ligesom i det grundlæggende solenergisystem er modtageren, der anvendes i LASER-baseret transmission, en række solceller eller solpaneler, der kan konvertere det usammenhængende monokromatiske lys til elektricitet.
Et LASER-transmissionstransmissionssystem
Trådløs overførsel af solenergi
Et af de mest avancerede trådløse strømoverførselssystemer er baseret på overførsel af solenergi ved hjælp af en mikrobølgeovn eller LASER-stråle. Satellitten er stationeret i den geostationære bane og består af solceller, der omdanner sollys til en elektrisk strøm, der bruges til at drive en mikrobølgeovngenerator og dermed generere mikrobølgeeffekt. Denne mikrobølgeeffekt transmitteres ved hjælp af RF-kommunikation og modtages på den baserede station ved hjælp af en Rectenna, som er en kombination af en antenne og en ensretter og konverteres tilbage til elektricitet eller krævet vekselstrøm eller jævnstrøm. Satellitten kan transmittere op til 10 MW RF-effekt.
Arbejdseksempel på trådløs strømoverførsel
Grundprincippet indebærer at konvertere vekselstrøm til jævnstrøm ved hjælp af ensrettere og filtre og derefter igen konvertere den tilbage til vekselstrøm ved høj frekvens ved hjælp af invertere. Denne højfrekvente vekselstrøm med lav spænding passerer derefter fra transformator primær til dens sekundære og konverteres til jævnstrøm ved hjælp af en ensretter, filter og regulatorarrangement.
Blokdiagram, der viser trådløs transmission
- AC-signalet rettes til DC-signal ved hjælp af en bro-ensrettersektion.
- Det opnåede jævnstrømssignal passerer gennem feedbackviklingen1, der fungerer som oscillatorkredsløbet.
- Strøm, der passerer gennem tilbagekoblingsviklingen1, får transistoren 1 til at lede, så jævnstrøm strømmer gennem transistoren til transformatorens primære, efterlades i den rigtige retning.
- Når strøm passerer gennem feedbackviklingen2, begynder den tilsvarende transistor at lede, og jævnstrømmen strømmer gennem transistoren til transformatorens primære retning i højre mod venstre retning.
- Således udvikles et vekselstrømsignal på tværs af transformatorens primære retning for begge halvcykler af vekselstrømssignalet. Frekvensen af signalet afhænger af oscillatorkredsløbens oscillationsfrekvens.
- Dette vekselstrømssignal vises på tværs af transformatorens sekundær, og da sekundærsystemet er forbundet til det primære i en anden transformator, vises en 25 kHz vekselspænding på tværs af den primære del af den nedadrettede transformator.
- Denne vekselstrøm rettes ved hjælp af en broensretter og filtreres derefter og reguleres ved hjælp af LM7805 for at opnå en 5V udgang til at drive en LED.
- Spændingsoutputtet på 12 V fra en kondensator bruges til at drive DC-blæsermotoren til at betjene blæseren.
Så dette er en grundlæggende oversigt over trådløs strømoverførsel. På trods af dette nogensinde spekuleret på, hvorfor er det grundlæggende transmissionssystem stadig trådløst? Hvis der er spørgsmål til dette koncept eller om elektrisk og elektroniske projekter efterlad din kommentarsektion nedenfor
Fotokredit:
- Induktiv kobling af rfid-håndbog
- Kraftoverførsel ved hjælp af LASER stråle ved livemånen
