Juhtmevaba jõuülekanne päikeseenergiasüsteemi kaudu ja töötamine

Juhtmevaba jõuülekanne päikeseenergiasüsteemi kaudu ja töötamine

Traditsiooniline juhtmega jõuülekandesüsteemid tavaliselt vajavad ülekandetraatide lamamist jaotatud üksuste ja tarbijate vahel. See tekitab palju piiranguid, nagu süsteemi maksumus - kaablite maksumus, ülekandes ja jaotuses tekkivad kahjud. Kujutage vaid ette, et ainult ülekandeliini takistuse tagajärjel kaob umbes 20-30% genereeritud energiast.



Kui räägite alalisvoolu jõuülekandesüsteemist, pole see isegi teostatav, kuna see nõuab alalisvooluallika ja seadme vahelist pistikut.


Kujutage ette juhtmeteta süsteemi, kust saate oma koju vahelduvvoolu ilma juhtmeteta. Kus saate oma mobiiltelefoni laadida ilma, et peaksite seda füüsiliselt pistikupessa ühendama. Seal, kus südamestimulaatori akut (mis on paigutatud inimese südamesse) saab laadida ilma akut vahetamata. Muidugi on selline süsteem võimalik ja sealt tuleb traadita toiteülekande roll.





See kontseptsioon ei ole tegelikult uus kontseptsioon. Kogu selle idee töötas välja Nicolas Tesla 1893. aastal, kus ta töötas välja traadita edastustehnika abil vaakumpirnide valgustussüsteemi.

Me ei kujuta maailma ette ilma Juhtmeta toide Edastamine on teostatav: mobiiltelefonid, kodumaised robotid, MP3-mängijad, arvutid, sülearvutid ja muud edastatavad vidinad sobivad enda laadimiseks, ilma et neid kunagi ühendataks, vabastades meid sellest lõplikust ja üldlevinud toitekaablist. Mõnede nende seadmete tööks ei pruugi olla vaja isegi palju elektrilisi elemente / patareisid.



3 tüüpi traadita toiteülekande meetodeid:

  • Induktiivne sidestus : Üks silmapaistvamaid meetodeid energia ülekandmiseks on induktiivse sidestamise kaudu. Põhimõtteliselt kasutatakse seda lähivälja jõuülekandeks. See põhineb asjaolul, et kui vool voolab läbi ühe traadi, indutseeritakse pinge teise traadi otstes. Elektriülekanne toimub kahe juhtiva materjali vastastikuse induktiivsuse kaudu. Üldiseks näiteks on trafo.
Elektriülekanne induktiivsidestuse abil

Elektriülekanne induktiivsidestuse abil

  • Mikrolaineahju jõuülekanne: Selle idee töötas välja William C Brown. Kogu idee hõlmab vahelduvvoolu muundamist raadiosageduseks ja selle edastamist läbi kosmose ning taas vastuvõtja vahelduvvoolu muundamist. Selles süsteemis genereeritakse toide mikrolaineallikate abil, nagu klystron, ja see tekitatakse voolu edastavale antennile lainepuldi (mis kaitseb mikrolaineahju peegelduva jõu eest) ja tuuneri (mis vastab mikrolaineallika impedantsile antenni oma). Vastuvõttev sektsioon koosneb vastuvõtvast antennist, mis võtab vastu mikrolaineahju, ja takistuse sobitamise ning filtri ahelast, mis sobib signaali väljundtakistusega alaldusseadme impedantsiga. Seda vastuvõtuantenni koos alaldusseadmega nimetatakse Rectennaks. Kasutatav antenn võib olla dipool või Yagi-Uda antenn. Vastuvõtuseade koosneb ka alaldi sektsioonist, mis koosneb Schottky dioodidest, mida kasutatakse mikrolainesignaali muundamiseks alalisvoolu signaaliks. See ülekandesüsteem kasutab sagedusi vahemikus 2GHz kuni 6GHz.
Juhtmevaba jõuülekanne mikrolaineahju abil

Juhtmevaba jõuülekanne mikrolaineahju abil

  • Laseri jõuülekanne: See hõlmab LASER-kiirte kasutamist energia ülekandmiseks valgusenergia kujul, mis muundatakse elektrienergia vastuvõtja otsas. LASER saab toite sellistest allikatest nagu Päike või mis tahes elektrigeneraator ja see tekitab seetõttu suure intensiivsusega fokuseeritud valguse. Kiire suurus ja kuju määratakse optikakomplekti abil ja selle ülekantava LASER-valguse saavad vastu fotogalvaanilised elemendid, mis muudavad valguse elektrisignaalideks. Üldiselt kasutab see edastamiseks optilisi kiude. Nagu päikeseenergia põhisüsteemis, on ka LASER-põhises ülekandes kasutatavaks vastuvõtjaks fotogalvaaniliste elementide või päikesepaneelide kogum, mis suudab muuta koherentse monokromaatilise valguse elektriks.
LASERi jõuülekandesüsteem

LASERi jõuülekandesüsteem

Traadita päikeseenergia ülekandmine

Üks kõige arenenumaid traadita toiteülekandesüsteeme põhineb päikeseenergia ülekandmisel mikrolaineahju või LASER-kiirte abil. Satelliit paikneb geostatsionaarsel orbiidil ja koosneb fotogalvaanilistest elementidest, mis muudavad päikesevalguse elektrivooluks, mida kasutatakse mikrolaineahju generaatori toitmiseks ja vastavalt sellele mikrolaineahju tekitamiseks. See mikrolainete võimsus edastatakse raadioside kaudu ja võetakse vastu põhijaamas Rectenna abil, mis on antenni ja alaldi kombinatsioon ning muundatakse tagasi elektriks või vajalikuks vahelduv- või alalisvooluks. Satelliit suudab edastada kuni 10 MW raadiosagedust.


Töönäide traadita toiteülekandest

Põhiprintsiip hõlmab vahelduvvoolu muundamist alalisvooluks alaldite ja filtrite abil ning seejärel muundurite abil taas kõrgsagedusel vahelduvvooluks. Seejärel läheb see madalpinge kõrgsageduslik vahelduvvoolu trafo primaarsest sekundaarseks ja muundatakse alaldi, filtri ja regulaatori abil alalisvooluks.

Traadita toiteülekande plokkskeem

Traadita toiteülekande plokkskeem

  • Vahelduvvoolu signaal alaldatakse alalisvoolu signaaliks, kasutades silla alaldi sektsiooni.
  • Saadud alalisvoolu signaal läbib tagasisidemähist1, mis toimib ostsillaatori ahelana.
  • Tagasiside mähist1 läbiv vool põhjustab transistori 1 juhtimise, võimaldades alalisvoolul voolata läbi transistori trafo primaarse külge õigesse suunda.
  • Kui vool läbib tagasisidemähist2, hakkab vastav transistor juhtima ja alalisvool voolab läbi transistori trafo primaarse suunas paremalt vasakule.
  • Nii arendatakse trafo primaaris vahelduvvoolu signaal vahelduvvoolu signaali mõlema pooltsükli jaoks. Signaali sagedus sõltub ostsillaatori ahelate võnkesagedusest.
  • See vahelduvvoolu signaal ilmub trafo sekundaarses osas ja kui sekundaarne on ühendatud teise trafo primaarse külge, ilmub astmelise trafo primaarse vahelduvvoolu pinge 25 kHz.
  • See vahelduvpinge alaldatakse sillaalaldi abil ja seejärel filtreeritakse ja reguleeritakse LM7805 abil, et saada 5 V väljund LED-i juhtimiseks.
  • Kondensaatori väljundpinget 12 V kasutatakse ventilaatori alalisvoolumootori toitmiseks ventilaatori käitamiseks.

Nii et see on traadita jõuülekande põhiülevaade. Hoolimata sellest, kas olete kunagi mõelnud, miks on põhiline ülekandesüsteem endiselt traadita? Kui on küsimusi selle kontseptsiooni või elektri- ja elektroonilised projektid jätke oma kommentaaride jaotis allpool

Foto krediit: