Trådløs kraftoverføring gjennom solenergisystem og arbeid

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





Tradisjonell kablede kraftoverføringssystemer krever vanligvis ligging av overføringskabler mellom de distribuerte enhetene og forbrukerenhetene. Dette gir mange begrensninger som kostnadene for systemet - kostnaden for kablene, tapene som oppstår i overføringen så vel som i distribusjonen. Tenk deg, bare motstanden til overføringslinjen resulterer i tap på omtrent 20-30% av den genererte energien.

Hvis du snakker om DC-kraftoverføringssystemet, er ikke det mulig, da det krever en kontakt mellom DC-strømforsyningen og enheten.




Tenk deg et system uten ledninger, der du kan få vekselstrøm til hjemmene dine uten ledninger. Hvor du kan lade mobilen uten å måtte koble fysisk til kontakten. Hvor batteriet til pacemakeren (plassert i et menneskelig hjerte) kan lades uten å måtte skifte ut batteriet. Selvfølgelig er et slikt system mulig, og det er her rollen som trådløs kraftoverføring kommer.

Dette konseptet er faktisk ikke et nytt konsept. Hele denne ideen ble utviklet av Nicolas Tesla i 1893, hvor han utviklet et system for belysning av vakuumpærer ved hjelp av trådløse overføringsteknikker.



Vi kan ikke forestille oss en verden uten Trådløs strøm Overføring er mulig: mobiltelefoner, innenlandske roboter, MP3-spillere, datamaskiner, bærbare datamaskiner og andre smidbare apparater som er egnet for å lade seg selv uten å være koblet til, og frigjør oss fra den siste og allestedsnærværende strømledningen. Noen av disse enhetene trenger ikke engang mange elektriske celler / batterier for å fungere.

Tre typer trådløse strømoverføringsmetoder:

  • Induktiv kobling : En av de mest fremtredende metodene for overføring av energi er gjennom induktiv kobling. Den brukes i utgangspunktet til kraftoverføring i nær felt. Det er basert på det faktum at når strømmen strømmer gjennom en ledning, induseres en spenning over endene av den andre ledningen. Kraftoverføringen skjer gjennom gjensidig induktans mellom de to ledende materialene. Et generelt eksempel er en transformator.
Kraftoverføring ved hjelp av induktiv kobling

Kraftoverføring ved hjelp av induktiv kobling

  • Mikrobølgeovn kraftoverføring: Denne ideen ble utviklet av William C Brown. Hele ideen innebærer å konvertere vekselstrøm til RF-strøm og overføre den gjennom rommet og igjen konvertere den til vekselstrøm på mottakeren. I dette systemet genereres strøm ved bruk av mikrobølgekilder som klystron, og denne genererte kraften blir gitt til sendeantennen via bølgelederen (som beskytter mikrobølgeeffekten mot reflektert kraft) og tuneren (som samsvarer med impedansen til mikrobølgekilden med antennen). Mottaksdelen består av mottakerantennen som mottar mikrobølgeeffekten og impedanstilpasning og filterkrets som samsvarer med signalets utgangsimpedans med den fra utbedringsenheten. Denne mottakerantennen sammen med utbedringsenheten er kjent som Rectenna. Antennen som brukes kan være en dipol eller en Yagi-Uda-antenne. Mottakerenheten består også av likeretterseksjonen som består av Schottky-dioder som brukes til å konvertere mikrobølgesignalet til DC-signalet. Dette overføringssystemet bruker frekvenser i området 2 GHz til 6 GHz.
Trådløs kraftoverføring ved bruk av mikrobølgeovn

Trådløs kraftoverføring ved bruk av mikrobølgeovn

  • Laser kraftoverføring: Det innebærer bruk av en LASER-stråle for å overføre kraft i form av lysenergi, som konverteres til elektrisk energi i mottakersiden. LASER får strøm ved hjelp av kilder som Sun eller en hvilken som helst strømgenerator, og genererer følgelig lys med høy intensitet. Strålestørrelsen og formen bestemmes av et sett med optikk, og dette overførte LASER-lyset mottas av solcellene, som konverterer lyset til elektriske signaler. Den bruker vanligvis optiske fiberkabler for overføring. Som i det grunnleggende solenergisystemet, er mottakeren som brukes i LASER-basert overføring en rekke solceller eller solcellepaneler som kan konvertere det usammenhengende monokromatiske lyset til elektrisitet.
Et LASER kraftoverføringssystem

Et LASER kraftoverføringssystem

Trådløs overføring av solenergi

Et av de mest avanserte trådløse kraftoverføringssystemene er basert på overføring av solenergi ved hjelp av en mikrobølgeovn eller LASER-stråle. Satellitten er stasjonert i den geostasjonære banen og består av solceller som omdanner sollys til en elektrisk strøm som brukes til å drive en mikrobølgeovngenerator og dermed generere mikrobølgeeffekt. Denne mikrobølgeovnen overføres ved hjelp av RF-kommunikasjon og mottas på den baserte stasjonen ved hjelp av en Rectenna, som er en kombinasjon av en antenne og en likeretter og konverteres tilbake til strøm eller nødvendig veksel- eller likestrøm. Satellitten kan overføre opptil 10 MW RF-kraft.


Arbeidseksempel på trådløs kraftoverføring

Det grunnleggende prinsippet innebærer å konvertere vekselstrøm til likestrøm ved hjelp av likerettere og filtre, og deretter konvertere den igjen til vekselstrøm ved høy frekvens ved hjelp av omformere. Denne høyfrekvente høyfrekvente vekselstrømmen går deretter fra transformatoren primær til den sekundære og blir konvertert til likestrøm ved hjelp av et likeretter, filter og regulatorarrangement.

Blokkdiagram som viser trådløs kraftoverføring

Blokkdiagram som viser trådløs kraftoverføring

  • AC-signalet blir rettet opp til DC-signal ved hjelp av en bridge-likeretterseksjon.
  • Det oppnådde DC-signalet passerer gjennom tilbakemeldingsviklingen1, som fungerer som oscillatorkretsen.
  • Strøm som går gjennom tilbakemeldingsviklingen1 får transistoren 1 til å lede, slik at likestrøm strømmer gjennom transistoren til primæren til transformatoren, blir igjen i riktig retning.
  • Når strøm passerer gjennom tilbakemeldingsviklingen2, begynner den korresponderende transistoren å lede og DC-strømmen strømmer gjennom transistoren til transformatorens primære retning i høyre til venstre retning.
  • Dermed utvikles et vekselstrømssignal over transformatorens primær, for begge halvsyklusene til vekselstrømssignalet. Frekvensen til signalet avhenger av oscillatorkretsens oscillasjonsfrekvens.
  • Dette vekselstrømssignalet vises over transformatorens sekundær, og når sekundærleddet er koblet til primæren til en annen transformator, vises en 25 kHz vekselspenning over primæren til nedtrappstransformatoren.
  • Denne vekselstrømmen utbedres ved hjelp av en bro likeretter, og filtreres og reguleres ved hjelp av LM7805 for å oppnå en 5V utgang for å drive en LED.
  • Spenningseffekten på 12 V fra en kondensator brukes til å drive DC-viftemotoren for å betjene viften.

Så dette er en grunnleggende oversikt over trådløs kraftoverføring. Til tross for dette, noen gang lurt på hvorfor er det grunnleggende overføringssystemet fortsatt trådløst? Hvis du har spørsmål om dette konseptet eller om elektriske og elektroniske prosjekter la kommentarfeltet nedenfor

Fotokreditt: