Traditionell Kabelgebundene Kraftübertragungssysteme Normalerweise müssen Übertragungskabel zwischen den verteilten Einheiten und den Verbrauchereinheiten verlegt werden. Dies führt zu vielen Einschränkungen wie den Kosten des Systems - den Kosten der Kabel, den Verlusten bei der Übertragung sowie bei der Verteilung. Stellen Sie sich vor, nur der Widerstand der Übertragungsleitung führt zu einem Verlust von etwa 20 bis 30% der erzeugten Energie.

“Grundlagen des elektronischen Schaltungsdesigns ”

Wenn Sie über das Gleichstromübertragungssystem sprechen, ist dies nicht möglich, da ein Anschluss zwischen der Gleichstromversorgung und dem Gerät erforderlich ist.

Stellen Sie sich ein System ohne Kabel vor, in dem Sie Ihre Häuser ohne Kabel mit Wechselstrom versorgen können. Hier können Sie Ihr Handy aufladen, ohne es physisch an die Steckdose anschließen zu müssen. Wo die Batterie des Herzschrittmachers (in einem menschlichen Herzen platziert) aufgeladen werden kann, ohne dass die Batterie ausgetauscht werden muss. Natürlich ist ein solches System möglich, und hier kommt die Rolle der drahtlosen Energieübertragung ins Spiel.

Dieses Konzept ist eigentlich kein neues Konzept. Diese ganze Idee wurde 1893 von Nicolas Tesla entwickelt, wo er ein System zur Beleuchtung von Vakuumlampen unter Verwendung drahtloser Übertragungstechniken entwickelte.

“Tiefpass vs. Hochpassfilter ”

Wir können uns keine Welt ohne vorstellen Drahtlose Stromversorgung Eine Übertragung ist möglich: Mobiltelefone, Haushaltsroboter, MP3-Player, Computer, Laptops und andere übertragbare Geräte können sich selbst aufladen, ohne verbunden zu sein, und befreien uns von diesem endgültigen und allgegenwärtigen Stromkabel. Einige dieser Geräte benötigen möglicherweise nicht einmal viele elektrische Zellen / Batterien, um zu funktionieren.

3 Arten von drahtlosen Energieübertragungsmethoden:

Induktive Kopplung : Eine der bekanntesten Methoden zur Energieübertragung ist die induktive Kopplung. Es wird grundsätzlich für die Nahfeld-Energieübertragung verwendet. Es basiert auf der Tatsache, dass, wenn Strom durch einen Draht fließt, eine Spannung an den Enden des anderen Drahtes induziert wird. Die Kraftübertragung erfolgt durch gegenseitige Induktivität zwischen den beiden leitenden Materialien. Ein allgemeines Beispiel ist ein Transformator.

Kraftübertragung mittels induktiver Kopplung

Mikrowellen-Energieübertragung: Diese Idee wurde von William C Brown entwickelt. Die ganze Idee besteht darin, den Wechselstrom in HF-Strom umzuwandeln, durch den Weltraum zu übertragen und ihn am Empfänger wieder in Wechselstrom umzuwandeln. In diesem System wird Strom unter Verwendung von Mikrowellenstromquellen wie Klystron erzeugt, und dieser erzeugte Strom wird über den Wellenleiter (der die Mikrowellenleistung vor reflektierter Leistung schützt) und den Tuner (der der Impedanz der Mikrowellenquelle entspricht) an die Sendeantenne abgegeben das der Antenne). Der Empfangsabschnitt besteht aus der Empfangsantenne, die die Mikrowellenleistung empfängt, und der Impedanzanpassungs- und Filterschaltung, die die Ausgangsimpedanz des Signals mit der der Gleichrichtereinheit übereinstimmt. Diese Empfangsantenne wird zusammen mit der Gleichrichtereinheit als Rectenna bezeichnet. Die verwendete Antenne kann eine Dipol- oder eine Yagi-Uda-Antenne sein. Die Empfängereinheit besteht auch aus dem Gleichrichterabschnitt, der aus Schottky-Dioden besteht und zur Umwandlung des Mikrowellensignals in ein Gleichstromsignal verwendet wird. Dieses Übertragungssystem verwendet Frequenzen im Bereich von 2 GHz bis 6 GHz.

Drahtlose Energieübertragung mit Mikrowelle

Laser-Kraftübertragung: Dabei wird ein LASER-Strahl verwendet, um Leistung in Form von Lichtenergie zu übertragen, die in umgewandelt wird elektrische Energie am Empfängerseite. Der LASER wird mit Quellen wie der Sonne oder einem Stromerzeuger betrieben und erzeugt dementsprechend hochintensives fokussiertes Licht. Die Strahlgröße und -form werden durch eine Reihe von Optiken bestimmt, und dieses durchgelassene LASER-Licht wird von den Photovoltaikzellen empfangen, die das Licht in elektrische Signale umwandeln. Für die Übertragung werden im Allgemeinen Glasfaserkabel verwendet. Wie bei der grundlegenden Solarstromanlage wird bei der Übertragung auf LASER-Basis eine Reihe von Photovoltaikzellen oder Solarmodulen verwendet, die das inkohärente monochromatische Licht in Elektrizität umwandeln können.

Ein LASER-Kraftübertragungssystem

Drahtlose Übertragung von Solarenergie

Eines der fortschrittlichsten drahtlosen Energieübertragungssysteme basiert auf der Übertragung von Sonnenenergie mithilfe einer Mikrowelle oder eines Laserstrahls. Der Satellit ist in der geostationären Umlaufbahn stationiert und besteht aus Photovoltaikzellen, die Sonnenlicht in elektrischen Strom umwandeln, der zur Stromversorgung eines Mikrowellengenerators und damit zur Erzeugung von Mikrowellenleistung verwendet wird. Diese Mikrowellenleistung wird über HF-Kommunikation gesendet und an der Basisstation unter Verwendung einer Rectenna empfangen, die eine Kombination aus einer Antenne und einem Gleichrichter ist und wieder in Elektrizität oder erforderlichen Wechsel- oder Gleichstrom umgewandelt wird. Der Satellit kann bis zu 10 MW HF-Leistung übertragen.

Arbeitsbeispiel für die drahtlose Energieübertragung

Das Grundprinzip besteht darin, den Wechselstrom mit Gleichrichtern und Filtern in Gleichstrom umzuwandeln und ihn dann mit Wechselrichtern mit hoher Frequenz wieder in Wechselstrom umzuwandeln. Diese Niederspannungs-Hochfrequenz-Wechselstromleistung wandert dann vom Primärtransformator zum Sekundärtransformator und wird unter Verwendung einer Gleichrichter-, Filter- und Regleranordnung in Gleichstrom umgewandelt.

Blockdiagramm zur drahtlosen Energieübertragung

“Wie funktioniert ein Amperemeter? ”

Das Wechselstromsignal wird unter Verwendung eines Brückengleichrichterabschnitts in ein Gleichstromsignal gleichgerichtet.
Das erhaltene Gleichstromsignal durchläuft die Rückkopplungswicklung1, die als Oszillatorschaltung fungiert.
Strom, der durch die Rückkopplungswicklung1 fließt, bewirkt, dass der Transistor1 leitet, so dass Gleichstrom durch den Transistor zur Primärwicklung des Transformators fließt und in der richtigen Richtung verbleibt.
Wenn Strom durch die Rückkopplungswicklung2 fließt, beginnt der entsprechende Transistor zu leiten und der Gleichstrom fließt durch den Transistor zur Primärwicklung des Transformators von rechts nach links.
Somit wird für beide Halbzyklen des Wechselstromsignals ein Wechselstromsignal über der Primärseite des Transformators entwickelt. Die Frequenz des Signals hängt von der Schwingungsfrequenz der Oszillatorschaltungen ab.
Dieses Wechselstromsignal erscheint über der Sekundärseite des Transformators und wenn die Sekundärseite mit der Primärwicklung eines anderen Transformators verbunden ist, erscheint eine Wechselspannung von 25 kHz über der Primärwicklung des Abwärtstransformators.
Diese Wechselspannung wird unter Verwendung eines Brückengleichrichters gleichgerichtet und dann unter Verwendung von LM7805 gefiltert und geregelt, um einen 5-V-Ausgang zum Ansteuern einer LED zu erhalten.
Der Spannungsausgang von 12 V von einem Kondensator wird verwendet, um den DC-Lüftermotor für den Betrieb des Lüfters anzutreiben.

Dies ist also eine grundlegende Übersicht über die drahtlose Energieübertragung. Trotzdem haben Sie sich jemals gefragt, warum das grundlegende Übertragungssystem immer noch drahtlos ist. Wenn Sie Fragen zu diesem Konzept oder zu elektrischen und elektronische Projekte Hinterlassen Sie unten Ihren Kommentarbereich

Fotokredit: