Tutkijat ovat löytäneet tavan lähettää sähköisesti langattomasti lähelle liikkuvaa kohdetta.
Menetelmässä voi olla sovelluksia kuljetuksissa, lääketieteellisissä laitteissa ja muissa. Jos esimerkiksi sähköautot voisivat lataa, kun ajetaan esimerkiksi valtatietä, se poistaisi käytännöllisesti katsoen niiden alueeseen liittyvät huolenaiheet ja alentavat kustannuksiaan.
”Ajoneuvojen ja henkilökohtaisten laitteiden, kuten matkapuhelimien, langattoman lataamisen lisäksi uusi teknologiamme voi jättää eroon robotiikan valmistuksessa, joka on myös liikkeellä”, sanoo Stanfordin yliopiston sähkötekniikan professori Shanhui Fan ja vanhempi tekijä. tutkimus.
”Teoriassa voisi ajaa rajattomasti aikaa ilman, että tarvitsisi lopettaa lataamisen…”
”Meidän on edelleen merkittävästi lisättävä sähköautojen lataamiseen siirrettävän sähkön määrää, mutta meidän ei ehkä tarvitse siirtää etäisyyttä liikaa enemmän”, hän sanoo.
MIT: n 2007: ssa kehitettyä teknologiaa tukeva ryhmä siirtää sähköä langattomasti muutaman metrin etäisyydellä kiinteään esineeseen. Uudessa työssä joukkue välitti sähköä langattomasti liikkuvaan LED-lamppuun. Tämä esittely koski vain 1-milliwattia, kun taas sähköautot vaativat usein kymmeniä kilowattia.
Tiimi pyrkii nyt lisäämään huomattavasti siirrettävän sähkön määrää ja säätämään järjestelmää siirtomatkan pidentämiseksi ja tehokkuuden parantamiseksi.
Mene kauemmaksi
Langaton lataus ratkaisee suurimman haittapuoli sähköautoissa, joissa on sähköverkkoja - niiden rajoitettu ajotila. Tesla Motors odottaa tulevan mallinsa 3in ylittävän 200-mailin yhdellä latauksella ja Chevy Boltilla, joka on jo markkinoilla, on mainostettu valikoima 238-mailia. Mutta sähköautojen akut kestävät yleensä useita tunteja, jotta ne latautuvat kokonaan. Maksutietojärjestelmä voittaisi nämä rajoitukset.
”Teoriassa voisi ajaa rajattomasti aikaa ilman, että tarvitsisi lopettaa lataamista”, Fan selittää. ”Toivon, että pystyt lataamaan sähköautosi, kun ajaa alas moottoritieltä. Ajoneuvon pohjassa oleva kela voisi vastaanottaa sähköä kelasta, joka on kytketty tiellä upotettuun sähkövirtaan. "
Jotkut kuljetusasiantuntijat näkevät automatisoidun valtatiejärjestelmän, jossa aurinkovoimalla tai muilla uusiutuvilla energialähteillä veloitetaan langattomasti sähköajoneuvoja. Tavoitteena olisi vähentää onnettomuuksia ja parantaa merkittävästi liikennevirtausta ja vähentää samalla kasvihuonekaasupäästöjä.
Langaton tekniikka voisi myös auttaa kuljettamattomien autojen GPS-navigointia. GPS on tarkka jopa noin 35-jalkaan. Turvallisuuden vuoksi autonomisen auton on oltava sen kaistan keskellä, jossa lähetin kelat olisi upotettu, mikä tarjoaa erittäin tarkan paikannuksen GPS-satelliiteille.
Valmistettu magneeteista
Keskitason langaton tehonsiirto perustuu magneettikuvaukseen. Aivan kuten suuret voimalaitokset tuottavat vuorottelevia virtauksia pyörittämällä langojen keloja magneettien välillä, johtojen läpi kulkeva sähkö muodostaa värähtelevän magneettikentän.
Tämä kenttä aiheuttaa myös elektroneja läheisessä lankakelassa värähtelemään, mikä siirtää virtaa langattomasti. Siirtotehokkuus paranee edelleen, jos molemmat kelat on viritetty samalle magneettiresonanssitaajuudelle ja ne on sijoitettu oikeaan kulmaan.
Jatkuva sähkön virtaus voidaan kuitenkin ylläpitää vain, jos jotkin piirien näkökohdat, kuten taajuus, viritetään manuaalisesti kohteen liikkuessa. Niinpä joko energiaa lähettävän kelan ja vastaanottimen kelan on pysyttävä lähes paikallaan, tai laite on viritettävä automaattisesti ja jatkuvasti - merkittävästi monimutkainen prosessi.
Haasteeseen vastaamiseksi tutkimusryhmä poisti lähettimessä olevan radiotaajuisen lähteen ja korvasi sen kaupallisesti saatavilla olevalla jännitteenvahvistimella ja takaisinkytkentävastuksella. Tämä järjestelmä laskee automaattisesti oikean taajuuden eri etäisyyksille ilman ihmisen häiriöitä.
”Vahvistimen lisääminen mahdollistaa voiman siirtämisen erittäin tehokkaasti useimpien kolmen jalka-alueen välillä ja vastaanottavan kelan muuttuvasta suuntauksesta huolimatta”, kertoo tutkija Sid Assawaworrarit, tutkimuksen johtava tekijä. ”Tämä eliminoi tarve automaattisen ja jatkuvan virityksen säätämiseen piirien millä tahansa puolella.”
Assawaworrarit testasi lähestymistapaa sijoittamalla LED-lampun vastaanottokelaan. Tavanomaisessa asennuksessa ilman aktiivista viritystä LED-valo heikkenisi etäisyyden myötä.
Uudessa asennuksessa kirkkaus säilyi vakiona, kun vastaanotin siirtyi pois lähteestä noin kolmen metrin etäisyydellä. Fanin tiimi jätti äskettäin patenttihakemuksen viimeisimmälle ennakolle.
Ryhmä käytti hyllyt, yleiskäyttöistä vahvistinta, jolla oli suhteellisen alhainen tehokkuus noin 10-prosentilla. He sanovat, että räätälöidyt vahvistimet voivat parantaa tehokkuutta yli 90-prosenttiin.
”Voimme harkita uudelleen, miten sähköä toimitetaan autojemme lisäksi pienemmille laitteille kehossamme tai kehossamme”, Fan sanoo. ”Joka tapauksessa, joka voisi hyötyä dynaamisesta, langattomasta latauksesta, tämä on mahdollisesti erittäin tärkeää.”
Stanfordin kestävän energian keskus TomKat tuki osan työstä.
{youtube}7nkOgiTxfEs{/youtube}
Lähde: Stanfordin yliopisto
Liittyvät kirjat:
at InnerSelf Market ja Amazon
