علوم پایه

سیستم انتقال نیرو بی‌سیم با راندمان بالا

wpt
نوشته شده توسط سید محمد حسین خلیلی

در حال حاضر دستگاه‌های انتقال قدرت بی‌سیم به پدهای شارژ گوشی‌های همراه محدود است. بجای اتصال شارژر به گوشی یا… می‌توانید آن را در روی پد شارژر بی‌سیم قرار دهید تا شارژ شود. در آینده این کار را می‌توان در فواصل بزرگ‌تر و با بازدهی بالاتری انجام داد. حتی می‌توان کل یک اتاق یا ساختمان را جزو منطقه شارژ بی‌سیم قرار داد تا دستگاه‌های الکتریکی بتوانند بدون اتصال شارژ شوند.
اولین بار ایده انتقال بی‌سیم توان را تسلا در اویل قرن ۲۰ ام داد اما تا سال ۲۰۰۷ که تیمی از دانشگاه ام آی تی توانست، ممکن بودن این ایده را با تأمین انرژی یک لامپ ۶۰ وات از فاصله دو متری با بازدهی ۴۵ درصد نشان دهد؛ این ایده موردتوجه نبود.
محققانی از دانشگاه ITMO و موسسه تحقیقاتی Giricond در سن‌پترزبورگ، یک سیستم انتقال توان جدید پیشنهاد کرده‌اند که بر اساس شبیه‌سازی‌های انجام‌شده بازدهی آن ۸۰٪ در فاصله ۲۰ سانتی‌متری است. در این روش دو سیم‌پیچ مسی با یک فرکانس تشدید مشابه انرژی را منتقل می‌کنند. اشیاء نزدیک تحت تأثیر این تشدید قرار نمی‌گیرند زیرا در فرکانس تشدید شارژر قرار ندارند. در این نوع دستگاه‌ها فرکانس تشدید معمولاً به کمک میدان‌های مغناطیسی جفت می‌شود. علت آن کاهش تعامل‌ها ناخواسته است. میدان مغناطیسی برهمکنش ضعیف و کوتاه بردی با اشیاء بخصوص بدن انسان دارد.
این گروه از محققان با جایگزین کردن تشدیدکننده‌های دی‌الکتریک با گذردهی بالا، به جای حلقه‌های مسی توانستند به این بازدهی بالا دست پیدا کنند. این تشدد کننده‌ها دارای ضریب شکست بلایی هستند. این بدان معناست که موج الکترومغناطیس در زمان عبور از آن‌ها تا حد زیادی سرعتش کم می‌شود. این ویژگی به معنی رزونانس مغناطیسی قوی‌تر در سرامیک کروی است که منجر به اثر بخشی بیشتر می‌شود.

۱-wpt

مقایسه بازدهی نسبت به فاصله – سیستم پیشنهادی که از چهارقطبی استفاده می کند با خط سبز مشخص شده و سیستمی که از دوقبطی استفاده می کند با خط چین قرمز

تغییر دومی که این گروه از محققان برای افزایش کارایی این سیستم انتقال توان بی‌سیم انجام دادند، استفاده از یک مرتبه فرکانسی بالاتر از حالت معمول بود. آن‌ها از حالت چهارقبطی مغناطیسی به جای دو قطبی استفاده کردند. این حالت علاوه بر مؤثرتر بودن نسبت به جهت‌گیری انتقال‌دهنده و دریافت‌کننده توان نیز پایدارتر است. در شارژرهای کنونی تلفن همراهتان را باید کاملاً تراز و در وسط قرار دهید؛ اما در این نمونه جدید به چنین قرارگیری دقیقی لازم نیست.
محققان در تلاش هستند تا در آیند بتوانند دستگاه‌هایی بسازند که علاوه بر کارایی بالا؛ نسبت به جهت‌گیری‌های مختلف دستگاه پایدارتر باشد.

درباره نویسنده

سید محمد حسین خلیلی

دیدگاه شما چیست