Vezeték nélküli újratöltés: Teljesen vezeték nélküli jövő jön

Bár a vezetékes falra szerelt telefonok napjai véget érnek, és a vezeték nélküli internet-kapcsolat gyakori otthon és útközben, az emberek még mindig a zsinóroktól függenek, hogy feltöltsék mobileszközeiket. Kutatásom, és mások helyszíni kutatása az elektromos vezetékek eltávolításának víziója felé vezet, az akkumulátorok vezeték nélküli feltöltésével.

Nikola Tesla úttörő villamosmérnök először elképzelte, hogy az 1890-es években a villamos energiát vezetékek nélkül vezetik át a levegőn. Az elv hasonlít ahhoz, hogy a rádiójel a rádióállomástól a vevőhöz jusson - a villamos energiát elektromágneses hullámokká alakítják át, amelyek a rendeltetési helyükre érkezéskor visszaállnak elektromos jelekké. A vezeték nélküli töltőrendszernek azonban sokkal több energiát kell továbbítania és fogadnia, mint a rádiójelet.

A mai napig jelentős probléma az volt, hogy mennyi erő képes átjutni néhány centiméteres távolságra az adó és a vevő között. A kereskedelmi forgalomban kapható vezeték nélküli töltők a felhasználókat közvetlenül a töltőpadra helyezik; felemelve, mint például egy telefonhívás esetén, megállítja a töltést. Míg a kutatók és az ipari mérnökök terveket dolgoznak ki a hatalom hosszabb távú áthelyezésére, még nem lehetséges az elektromos autó feltöltése egyszerűen egy töltőpad fölé helyezve az autópálya pihenőterületén vagy az otthoni garázsban.

További előrehaladás jelentős lehet: Gondolj egy olyan betegre, aki soha nem volt szükség a pacemaker akkumulátor cseréjére, vagy olyan útrendszerre, amely elektromos járművek töltésére képes. Előfordulhat, hogy a füstérzékelőknek nincs szükségük az elemek cseréjére; egy új lámpa otthoni telepítése ugyanolyan egyszerű lehet, mint egy kép lógása - és a legközelebbi elektromos aljzat megtalálása már nem lenne gond.

Igazítás igazítása

A távadó és a vevő közötti kapcsolat döntő fontosságú, hogy mennyi villamos energiát tudjon mozgatni az egyikről a másikra. Ideális esetben - és leghatékonyabban - a frekvencia, amellyel a tápfeszültséget továbbítják, megegyezik a vevő természetes rezonancia frekvenciájával. Olyan, mint amikor a teherautók a házadba mennek: Néhányan a megfelelő frekvencián rezegnek az ablakok csörgéséhez, de a többi teherautó alig hallható.

Vezeték nélküli töltés esetén az egyik legfontosabb kihívás annak biztosítása, hogy a távadó és a vevő megfelelően fel legyen sorolva. Ha nem, a frekvenciák pontosan nem egyeznek meg, a jelentősen átadott teljesítménymennyiséget - vagy akár nullára - csökkentve.

Kutatócsoportunk a töltők elektronikus részegységeinek fejlesztésén dolgozik, amelyek - mint a rádió hangolása - addig állíthatók, amíg a rezonanciafrekvenciák meg nem egyeznek. Azok a rendszerek, amelyek hangolhatók - vagy még jobbak - amelyek önmagukban észrevehetik, ha az adók és vevők nem pontosan igazodnak, és automatikusan hangolódnak, sokkal hatékonyabbak lesznek.

Például, ha egy elektromos autóparkolók egy akkumulátor töltő tetején, ideális esetben a tápegység és az adóegység tökéletesen összeállnának, ugyanazon a frekvencián rezonálnak. Ha a vezető egy szögben, vagy túl messzire előre vagy hátra parkolt, az átvitel nem lesz olyan hatékony. Ebben az esetben a készülék érzékeli, hogy a tápellátást nem várjuk el, és beállíthatja az összetevőket, hogy az átvitel gyakoriságát jobban módosítsa.

Munkánk összehangolja a többi egyetem más kutatását, gyorsan töltő elemeket és nagy teljesítményű vezérlőelektronikát fejlesztve a gyors töltés hatékonyságának és teljesítménysűrűségének javítása érdekében. Időbe telik mindazok a munkák, amelyek a gyümölcsöket hordozzák, ami a kereskedelmi piacokhoz vezet, de valóban vezeték nélküli jövő jön.

Ezt a cikket eredetileg a Shashank Priya beszélgetésén tették közzé. Olvassa el az eredeti cikket itt.