Tradizionale sistemi di trasmissione di potenza cablati normalmente richiedono la posa dei cavi di trasmissione tra le unità distribuite e le unità di consumo. Ciò produce molti vincoli come il costo del sistema, il costo dei cavi, le perdite subite nella trasmissione e nella distribuzione. Immagina, solo la resistenza della linea di trasmissione comporta una perdita di circa il 20-30% dell'energia generata.

“fondamenti della progettazione di circuiti elettronici ”

Se parli del sistema di trasmissione di potenza DC, anche questo non è fattibile in quanto richiede un connettore tra l'alimentatore DC e il dispositivo.

Immagina un sistema completamente privo di cavi, in cui puoi fornire l'alimentazione CA alle tue case senza fili. Dove puoi ricaricare il tuo cellulare senza doverlo collegare fisicamente alla presa. Dove la batteria del pacemaker (posta all'interno di un cuore umano) può essere ricaricata senza dover sostituire la batteria. Ovviamente, un tale sistema è possibile ed è qui che arriva il ruolo della trasmissione di potenza wireless.

Questo concetto in realtà non è un nuovo concetto. L'intera idea fu sviluppata da Nicolas Tesla nel 1893, dove sviluppò un sistema di illuminazione delle lampadine a vuoto utilizzando tecniche di trasmissione wireless.

“cosa fa un raddrizzatore a ponte? ”

Non possiamo immaginare un mondo senza Alimentazione wireless Il trasferimento è fattibile: telefoni cellulari, robot domestici, lettori MP3, computer, laptop e altri gadget trasportabili adatti per ricaricarsi senza essere mai collegati, liberandoci da quel cavo di alimentazione finale e onnipresente. Alcune di queste unità potrebbero non richiedere nemmeno un numero elevato di celle / batterie elettriche per funzionare.

3 tipi di metodi di trasferimento dell'alimentazione wireless:

Accoppiamento induttivo : Uno dei metodi più importanti per trasferire l'energia è attraverso l'accoppiamento induttivo. Fondamentalmente è utilizzato per la trasmissione di potenza di campo vicino. Si basa sul fatto che quando la corrente scorre attraverso un filo, viene indotta una tensione alle estremità dell'altro filo. La trasmissione della potenza avviene per mutua induttanza tra i due materiali conduttivi. Un esempio generale è un trasformatore.

Trasmissione di potenza tramite accoppiamento induttivo

Trasmissione di potenza a microonde: Questa idea è stata sviluppata da William C. Brown. L'intera idea prevede la conversione dell'alimentazione CA in potenza RF e la sua trasmissione attraverso lo spazio e la riconversione in alimentazione CA sul ricevitore. In questo sistema, la potenza viene generata utilizzando fonti di alimentazione a microonde come klystron, e questa potenza generata viene fornita all'antenna trasmittente tramite la guida d'onda (che protegge la potenza a microonde dalla potenza riflessa) e il sintonizzatore (che corrisponde all'impedenza della sorgente a microonde quello dell'antenna). La sezione ricevente è costituita dall'antenna ricevente che riceve la potenza delle microonde e dal circuito di adattamento e filtraggio dell'impedenza che abbina l'impedenza di uscita del segnale a quella dell'unità raddrizzatore. Questa antenna ricevente insieme all'unità di raddrizzamento è nota come Rectenna. L'antenna utilizzata può essere un dipolo o un'antenna Yagi-Uda. L'unità ricevente è costituita anche dalla sezione raddrizzatore costituita da diodi Schottky che viene utilizzato per convertire il segnale a microonde in segnale CC. Questo sistema di trasmissione utilizza frequenze comprese tra 2 GHz e 6 GHz.

Trasmissione di potenza senza fili tramite microonde

Trasmissione di potenza del laser: Implica l'uso di un raggio LASER per trasferire potenza sotto forma di energia luminosa, che viene convertita in energia elettrica all'estremità del ricevitore. Il LASER viene alimentato utilizzando sorgenti come il sole o qualsiasi generatore di elettricità e di conseguenza genera luce focalizzata ad alta intensità. La dimensione e la forma del fascio sono determinate da una serie di ottiche e questa luce LASER trasmessa viene ricevuta dalle celle fotovoltaiche, che convertono la luce in segnali elettrici. Generalmente utilizza cavi in fibra ottica per la trasmissione. Come nel sistema di energia solare di base, il ricevitore utilizzato nella trasmissione basata su LASER è la matrice di celle fotovoltaiche o pannelli solari che possono convertire la luce monocromatica incoerente in elettricità.

Un sistema di trasmissione di potenza LASER

Trasferimento wireless di energia solare

Uno dei più avanzati sistemi di trasferimento di potenza wireless si basa sul trasferimento di energia solare utilizzando un microonde o un raggio LASER. Il satellite è stazionato nell'orbita geostazionaria ed è costituito da celle fotovoltaiche che convertono la luce solare in una corrente elettrica che viene utilizzata per alimentare un generatore di microonde e di conseguenza generare energia a microonde. Questa potenza a microonde viene trasmessa utilizzando la comunicazione RF e ricevuta presso la stazione basata utilizzando una Rectenna, che è una combinazione di un'antenna e un raddrizzatore e viene riconvertita in elettricità o alimentazione CA o CC richiesta. Il satellite può trasmettere fino a 10 MW di potenza RF.

Esempio di funzionamento del trasferimento di potenza wireless

Il principio di base prevede la conversione della corrente alternata in corrente continua utilizzando raddrizzatori e filtri e quindi riconvertendola nuovamente in corrente alternata ad alta frequenza utilizzando inverter. Questa alimentazione CA ad alta frequenza a bassa tensione passa quindi dal primario del trasformatore al suo secondario e viene convertita in alimentazione CC utilizzando una disposizione di raddrizzatore, filtro e regolatore.

Diagramma a blocchi che mostra la trasmissione di potenza wireless

“schema elettrico dell'alimentatore regolato ”

Il segnale CA viene raddrizzato in segnale CC utilizzando una sezione raddrizzatore a ponte.
Il segnale DC ottenuto passa attraverso l'avvolgimento di retroazione1, che funge da circuito dell'oscillatore.
La corrente che passa attraverso l'avvolgimento di retroazione1 fa condurre il transistor1, consentendo alla corrente continua di fluire attraverso il transistor fino al primario del trasformatore lasciato nella giusta direzione.
Quando la corrente passa attraverso l'avvolgimento di retroazione2, il transistor corrispondente inizia a condurre e la corrente continua scorre attraverso il transistor, al primario del trasformatore in direzione da destra a sinistra.
Quindi un segnale AC viene sviluppato attraverso il primario del trasformatore, per entrambi i semicicli del segnale AC. La frequenza del segnale dipende dalla frequenza di oscillazione dei circuiti dell'oscillatore.
Questo segnale CA appare sul secondario del trasformatore e quando il secondario è collegato al primario di un altro trasformatore, una tensione CA di 25 kHz appare sul primario del trasformatore step-down.
Questa tensione CA viene raddrizzata utilizzando un raddrizzatore a ponte e quindi filtrata e regolata utilizzando LM7805 per ottenere un'uscita a 5 V per pilotare un LED.
La tensione di uscita di 12 V da un condensatore viene utilizzata per alimentare il motore del ventilatore CC per azionare il ventilatore.

Quindi questa è una panoramica di base della trasmissione di potenza wireless. Nonostante ciò, ti sei mai chiesto perché il sistema di trasmissione di base è ancora wireless? In caso di domande su questo concetto o su componenti elettrici e progetti elettronici lascia la tua sezione commenti qui sotto

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