Bezvadu enerģijas pārraide caur saules enerģijas sistēmu un darbība

Izmēģiniet Mūsu Instrumentu Problēmu Novēršanai





Tradicionāls vadu enerģijas pārvades sistēmas parasti prasa pārvades vadu gulēšanu starp izplatītajām vienībām un patērētāju vienībām. Tas rada daudz ierobežojumu, piemēram, sistēmas izmaksas - kabeļu izmaksas, zaudējumi, kas radušies pārvades, kā arī sadales jomā. Iedomājieties, tikai pārvades līnijas pretestība rada aptuveni 20-30% no saražotās enerģijas zudumu.

Ja runājat par līdzstrāvas pārvades sistēmu, pat tas nav iespējams, jo tam ir nepieciešams savienotājs starp līdzstrāvas barošanas avotu un ierīci.




Iedomājieties sistēmu, kurā nav vadu, kur jūs varat iegūt maiņstrāvu savās mājās bez jebkādiem vadiem. Kur jūs varat uzlādēt mobilo tālruni, fiziski nepieslēdzot to kontaktligzdai. Tur, kur elektrokardiostimulatora akumulatoru (ievietotu cilvēka sirdī) var uzlādēt, nenomainot akumulatoru. Protams, šāda sistēma ir iespējama, un šeit rodas bezvadu enerģijas pārraides loma.

Šī koncepcija patiesībā nav jauna koncepcija. Šo visu ideju izstrādāja Nikolā Tesla 1893. gadā, kur viņš izstrādāja vakuuma spuldžu apgaismošanas sistēmu, izmantojot bezvadu pārraides paņēmienus.



Mēs nevaram iedomāties pasauli bez tās Bezvadu barošana Pārsūtīšana ir iespējama: mobilie tālruņi, vietējie roboti, MP3 atskaņotāji, datori, klēpjdatori un citi pārnēsājami sīkrīki ir piemēroti, lai uzlādētu sevi, bet nekad nav savienoti, atbrīvojot mūs no šī galīgā un visuresošā elektrības vada. Dažu šo ierīču darbībai var nebūt vajadzīgs pat daudz elektrisko elementu / akumulatoru.

3 bezvadu enerģijas pārraides metožu veidi:

  • Induktīvais savienojums : Viena no spilgtākajām enerģijas nodošanas metodēm ir induktīvā savienošana. To galvenokārt izmanto tuvplāna enerģijas pārraidei. Tas ir balstīts uz faktu, ka, strāvai plūstot caur vienu vadu, otra stieples galos tiek inducēts spriegums. Elektroenerģijas pārvade notiek, savstarpēji induktējot starp abiem vadošajiem materiāliem. Vispārīgs piemērs ir transformators.
Elektropārvade, izmantojot induktīvo savienojumu

Elektropārvade, izmantojot induktīvo savienojumu

  • Mikroviļņu barošana: Šo ideju izstrādāja Viljams Brauns. Visa ideja ir saistīta ar maiņstrāvas pārveidošanu par RF enerģiju un tās pārraidīšanu caur kosmosu un atkārtotu pārveidošanu par maiņstrāvu pie uztvērēja. Šajā sistēmā enerģija tiek ģenerēta, izmantojot mikroviļņu enerģijas avotus, piemēram, klystron, un šī radītā jauda tiek raidītajai antenai caur viļņvadu (kas aizsargā mikroviļņu jaudu no atstarotās jaudas) un uztvērēju (kas atbilst mikroviļņu avota pretestībai ar antenas). Uztverošā daļa sastāv no uztverošās antenas, kas uztver mikroviļņu jaudu, un pretestības un filtru ķēdi, kas atbilst signāla izejas pretestībai ar taisngrieža bloku. Šī uztverošā antena kopā ar taisngriezi ir pazīstama kā Rectenna. Izmantotā antena var būt dipols vai Yagi-Uda antena. Uztvērēja bloks sastāv arī no taisngrieža sekcijas, kas sastāv no Schottky diodēm, ko izmanto mikroviļņu signāla pārveidošanai par līdzstrāvas signālu. Šī pārraides sistēma izmanto frekvences diapazonā no 2GHz līdz 6GHz.
Bezvadu enerģijas pārraide, izmantojot mikroviļņu krāsni

Bezvadu enerģijas pārraide, izmantojot mikroviļņu krāsni

  • Lāzera enerģijas pārraide: Tas ietver LASER stara izmantošanu enerģijas pārnešanai gaismas enerģijas veidā, kas tiek pārveidota par elektriskā enerģija uztvērēja galā. LĀZERIS tiek darbināts, izmantojot tādus avotus kā Saule vai jebkuru elektrības ģeneratoru, un attiecīgi rada augstas intensitātes fokusētu gaismu. Stara lielumu un formu nosaka optikas komplekts, un šo pārraidīto LASER gaismu uztver fotoelementu šūnas, kas pārveido gaismu elektriskos signālos. Pārraidei tā parasti izmanto optisko šķiedru kabeļus. Tāpat kā pamata saules enerģijas sistēmā, arī uztvērējs, ko izmanto LASER bāzes pārraidē, ir fotoelementu vai saules paneļu bloks, kas nesakarīgo monohromatisko gaismu var pārveidot par elektrību.
LĀZERA enerģijas pārvades sistēma

LĀZERA enerģijas pārvades sistēma

Bezvadu saules enerģijas pārsūtīšana

Viena no vismodernākajām bezvadu enerģijas pārvades sistēmām ir balstīta uz saules enerģijas pārsūtīšanu, izmantojot mikroviļņu vai LASER staru. Satelīts atrodas ģeostacionārajā orbītā un sastāv no fotoelementu šūnām, kas pārveido saules gaismu par elektrisko strāvu, ko izmanto mikroviļņu ģeneratora darbināšanai un attiecīgi ģenerē mikroviļņu enerģiju. Šī mikroviļņu jauda tiek pārraidīta, izmantojot RF sakarus, un tiek uztverta bāzes stacijā, izmantojot Rectenna, kas ir antenas un taisngrieža kombinācija un tiek pārveidota atpakaļ par elektrību vai nepieciešamo maiņstrāvu vai līdzstrāvu. Satelīts var pārraidīt līdz 10MW RF enerģijas.


Bezvadu enerģijas pārraides darba piemērs

Pamatprincips ietver maiņstrāvas pārveidošanu par līdzstrāvu, izmantojot taisngriežus un filtrus, un pēc tam atkal pārveidojot to atkal par maiņstrāvu augstā frekvencē, izmantojot invertorus. Šī zemsprieguma augstfrekvences maiņstrāva pēc tam pāriet no transformatora primārā uz sekundāro un tiek pārveidota par līdzstrāvas enerģiju, izmantojot taisngriezi, filtru un regulatoru.

Bloka diagramma, kurā parādīta bezvadu enerģijas pārraide

Bloka diagramma, kurā parādīta bezvadu enerģijas pārraide

  • Maiņstrāvas signāls tiek izlīdzināts līdz līdzstrāvas signālam, izmantojot tilta taisngrieža sekciju.
  • Iegūtais līdzstrāvas signāls iziet cauri atgriezeniskās saites tinumam1, kas darbojas kā oscilatora ķēde.
  • Strāva, kas iet caur atgriezenisko tinumu1, izraisa tranzistora1 vadīšanu, ļaujot līdzstrāvas strāvai plūst caur tranzistoru uz transformatora primāro atstāt pareizajā virzienā.
  • Kad strāva iet caur atgriezenisko tinumu2, atbilstošais tranzistors sāk vadīt un līdzstrāvas strāva plūst caur tranzistoru uz transformatora primāro pa labi no kreisās puses.
  • Tādējādi transformatora primārajā tīklā tiek izveidots maiņstrāvas signāls abiem maiņstrāvas signāla pusperiodiem. Signāla frekvence ir atkarīga no oscilatora ķēžu svārstību frekvences.
  • Šis maiņstrāvas signāls parādās pāri transformatora sekundārajai daļai, un, tā kā sekundārais ir savienots ar cita transformatora primāro, pāri pakāpiena transformatora primārajam parādās 25 kHz maiņstrāvas spriegums.
  • Šis maiņstrāvas spriegums tiek izlīdzināts, izmantojot tilta taisngriezi, un pēc tam tiek filtrēts un regulēts, izmantojot LM7805, lai iegūtu 5 V izeju LED darbināšanai.
  • 12 V sprieguma izeja no kondensatora tiek izmantota līdzstrāvas ventilatora motora darbināšanai, lai darbinātu ventilatoru.

Tātad tas ir bezvadu enerģijas pārraides pamata pārskats. Neskatoties uz to, kādreiz esat domājis, kāpēc pamata pārraides sistēma joprojām ir bezvadu? Ja rodas jautājumi par šo koncepciju vai par elektrisko un elektroniskie projekti atstājiet savu komentāru sadaļu zemāk

Fotoattēlu kredīts: