Безжично предаване на енергия чрез слънчева енергийна система и работа

Безжично предаване на енергия чрез слънчева енергийна система и работа

Традиционен кабелни системи за пренос на енергия обикновено изискват поставяне на предавателни проводници между разпределените единици и потребителските единици. Това създава много ограничения, тъй като цената на системата - цената на кабелите, загубите, причинени от предаването, както и при разпределението. Само си представете, само съпротивлението на преносната линия води до загуба на около 20-30% от генерираната енергия.



Ако говорите за системата за пренос на постоянен ток, дори това не е осъществимо, тъй като изисква съединител между захранването с постоянен ток и устройството.


Представете си система, напълно лишена от проводници, където можете да получите променливотоково захранване до домовете си без никакви кабели. Къде можете да презаредите мобилния си телефон, без да се налага да включвате физически в контакта. Където батерията на пейсмейкъра (поставена в човешкото сърце) може да бъде презаредена, без да се налага да сменяте батерията. Разбира се, такава система е възможна и там идва ролята на безжичното предаване на мощност.





Тази концепция всъщност не е нова концепция. Цялата тази идея е разработена от Никола Тесла през 1893 г., където той разработва система за осветяване на вакуумни крушки, използвайки техники за безжично предаване.

Не можем да си представим свят без Безжично захранване Прехвърлянето е осъществимо: мобилни телефони, домашни роботи, MP3 плейъри, компютри, лаптопи и други подвижни приспособления, подходящи за зареждане, докато никога не са свързани, освобождавайки ни от последния и повсеместен захранващ проводник. Някои от тези устройства може дори да не изискват много на брой електрически клетки / батерии за работа.



3 вида методи за безжично прехвърляне на мощност:

  • Индуктивно свързване : Един от най-известните методи за предаване на енергия е чрез индуктивно свързване. По принцип се използва за пренос на мощност в близост до полето. Тя се основава на факта, че когато токът протича през единия проводник, се индуцира напрежение в краищата на другия проводник. Предаването на мощност се осъществява чрез взаимна индуктивност между двата проводящи материала. Общ пример е трансформатор.
Предаване на мощност с помощта на индуктивно свързване

Предаване на мощност с помощта на индуктивно свързване

  • Микровълнова мощност: Тази идея е разработена от Уилям Си Браун. Цялата идея включва преобразуване на променливотоковото захранване в РЧ мощност и предаването му през космоса и отново преобразуването му в променливотоковото захранване на приемника. В тази система мощността се генерира с помощта на микровълнови източници на енергия като клистрон и тази генерирана мощност се дава на предавателната антена чрез вълновода (който предпазва микровълновата мощност от отразена мощност) и тунера (който съответства на импеданса на микровълновия източник с този на антената). Приемната секция се състои от приемащата антена, която приема микровълновата мощност, и веригата за съвпадение на импеданса и филтър, която съответства на изходния импеданс на сигнала с този на изправителния блок. Тази приемна антена заедно с изправителния блок е известна като Rectenna. Използваната антена може да бъде дипол или антена Yagi-Uda. Приемният блок също се състои от изправителната секция, състояща се от диоди на Шотки, която се използва за преобразуване на микровълновия сигнал в постоянен сигнал. Тази предавателна система използва честоти в диапазона от 2GHz до 6GHz.
Безжично предаване на мощност с помощта на микровълнова печка

Безжично предаване на мощност с помощта на микровълнова печка

  • Лазерно предаване на мощност: Той включва използването на ЛАЗЕРЕН лъч за прехвърляне на мощност под формата на светлинна енергия, в която се преобразува електрическа енергия в края на приемника. LASER се захранва с помощта на източници като Слънце или произволен генератор на електроенергия и съответно генерира фокусирана светлина с висока интензивност. Размерът и формата на лъча се определят от набор оптика и тази предавана ЛАЗЕРНА светлина се получава от фотоволтаичните клетки, които преобразуват светлината в електрически сигнали. Обикновено използва кабели от оптични влакна за предаване. Подобно на основната слънчева енергийна система, приемникът, използван при LASER предаване, е масив от фотоволтаични клетки или слънчеви панели, които могат да преобразуват некохерентната монохроматична светлина в електричество.
ЛАЗЕРНА система за пренос на енергия

ЛАЗЕРНА система за пренос на енергия

Безжичен трансфер на слънчева енергия

Една от най-модерните системи за безжичен трансфер на енергия се основава на прехвърляне на слънчева енергия с помощта на микровълнова печка или ЛАЗЕРЕН лъч. Сателитът е разположен в геостационарната орбита и се състои от фотоволтаични клетки, които преобразуват слънчевата светлина в електрически ток, който се използва за захранване на микровълнов генератор и съответно генериране на микровълнова енергия. Тази микровълнова мощност се предава чрез RF комуникация и се получава в базовата станция с помощта на Rectenna, която е комбинация от антена и токоизправител и се преобразува обратно в електричество или необходимо AC или DC захранване. Сателитът може да предава до 10MW RF мощност.


Работещ пример за безжичен трансфер на енергия

Основният принцип включва преобразуване на променливотоковото захранване в постояннотоковото с помощта на токоизправители и филтри и след това отново преобразуването му обратно в променливотоково при високи честоти с помощта на инвертори. След това тази високочестотна променлива мощност с ниско напрежение преминава от първичен трансформатор към неговия вторичен и се преобразува в постоянна мощност, като се използва токоизправител, филтър и регулатор.

Блокова диаграма, показваща безжично предаване на мощност

Блокова диаграма, показваща безжично предаване на мощност

  • Сигналът за променлив ток се коригира в сигнал с постоянен ток, като се използва мостова изправителна секция.
  • Полученият DC сигнал преминава през намотката с обратна връзка1, която действа като осцилаторна верига.
  • Токът, преминаващ през намотката с обратна връзка1, кара транзистора1 да провежда, позволявайки на постоянния ток да преминава през транзистора към първичната част на трансформатора вляво в правилната посока.
  • Когато токът премине през намотката с обратна връзка2, съответният транзистор започва да провежда и постоянният ток протича през транзистора към първичната част на трансформатора в посока отдясно наляво.
  • По този начин AC сигнал се развива през първичната част на трансформатора за двата полуцикъла на AC сигнала. Честотата на сигнала зависи от честотата на трептене на осцилаторните вериги.
  • Този променлив сигнал се появява през вторичната част на трансформатора и тъй като вторичната връзка е свързана към първичната част на друг трансформатор, 25 kHz променливо напрежение се появява през първичната част на понижаващия трансформатор.
  • Това променливо напрежение се коригира с мостов изправител и след това се филтрира и регулира с помощта на LM7805, за да се получи 5V изход за задвижване на светодиод.
  • Изходното напрежение от 12 V от кондензатор се използва за захранване на двигателя на вентилатора за постоянен ток за работа на вентилатора.

Така че това е основен преглед на безжичното предаване на енергия. Въпреки това, питали ли сте се защо основната система за предаване все още е безжична? Ако има някакви въпроси по тази концепция или по електрически и електронни проекти оставете раздела си за коментари по-долу

Снимка: