Tradicional sistemas de transmissão de energia com fio geralmente exigem a instalação de fios de transmissão entre as unidades distribuídas e as unidades consumidoras. Isso produz uma série de restrições como o custo do sistema - o custo dos cabos, as perdas incorridas na transmissão, bem como na distribuição. Imagine só, apenas a resistência da linha de transmissão resulta na perda de cerca de 20-30% da energia gerada.

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Se você falar sobre o sistema de transmissão de energia DC, mesmo isso não é viável, pois requer um conector entre a fonte de alimentação DC e o dispositivo.

Imagine um sistema totalmente desprovido de fios, onde você pode fornecer energia CA para suas casas sem fios. Onde você pode recarregar seu celular sem ter que conectar fisicamente na tomada. Onde a bateria do marca-passo (colocada dentro de um coração humano) pode ser recarregada sem ter que substituir a bateria. Claro, tal sistema é possível e é aí que vem o papel da transmissão de energia sem fio.

Na verdade, esse conceito não é novo. Toda essa ideia foi desenvolvida por Nicolas Tesla em 1893, onde desenvolveu um sistema de iluminação de lâmpadas a vácuo utilizando técnicas de transmissão sem fio.

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Não podemos imaginar um mundo sem Energia sem fio A transferência é viável: telefones celulares, robôs domésticos, tocadores de MP3, computadores, laptops e outros dispositivos transportáveis adequados para serem carregados sem nunca estarem conectados, libertando-nos daquele último e onipresente fio de energia. Algumas dessas unidades podem não exigir muitos números de células / baterias elétricas para operar.

3 tipos de métodos de transferência de energia sem fio:

Acoplamento Indutivo : Um dos métodos mais importantes de transferência de energia é por meio do acoplamento indutivo. É basicamente usado para transmissão de energia em campo próximo. Baseia-se no fato de que, quando a corrente flui por um fio, uma voltagem é induzida nas pontas do outro fio. A transmissão de energia ocorre por meio de indutância mútua entre os dois materiais condutores. Um exemplo geral é um transformador.

Transmissão de energia usando acoplamento indutivo

Transmissão de energia por microondas: Esta ideia foi desenvolvida por William C Brown. A ideia envolve converter a energia CA em energia RF e transmiti-la através do espaço e, novamente, reconvertê-la em energia CA no receptor. Neste sistema, a energia é gerada usando fontes de energia de micro-ondas como clístron, e essa energia gerada é dada à antena de transmissão através do guia de ondas (que protege a energia de micro-ondas da energia refletida) e do sintonizador (que combina a impedância da fonte de micro-ondas com da antena). A seção receptora consiste na antena receptora que recebe a potência de microondas e a combinação de impedância e circuito de filtro que combina a impedância de saída do sinal com a da unidade retificadora. Esta antena receptora junto com a unidade retificadora é conhecida como Rectenna. A antena usada pode ser um dipolo ou uma antena Yagi-Uda. A unidade receptora também consiste na seção retificadora que consiste em diodos Schottky que são usados para converter o sinal de microondas em sinal DC. Este sistema de transmissão usa frequências na faixa de 2 GHz a 6 GHz.

Transmissão de energia sem fio usando micro-ondas

Transmissão de energia do laser: Envolve o uso de um feixe de LASER para transferir energia na forma de energia luminosa, que é convertida em energia elétrica na extremidade do receptor. O LASER é alimentado por fontes como o Sol ou qualquer gerador de eletricidade e, consequentemente, gera luz focalizada de alta intensidade. O tamanho e a forma do feixe são determinados por um conjunto de ópticas e essa luz LASER transmitida é recebida pelas células fotovoltaicas, que convertem a luz em sinais elétricos. Geralmente usa cabos de fibra ótica para transmissão. Como no sistema básico de energia solar, o receptor usado na transmissão baseada em LASER é o conjunto de células fotovoltaicas ou painéis solares que podem converter a luz monocromática incoerente em eletricidade.

Um sistema de transmissão de energia LASER

Transferência sem fio de energia solar

Um dos mais avançados sistemas de transferência de energia sem fio é baseado na transferência de energia solar usando um microondas ou feixe de LASER. O satélite está estacionado na órbita geoestacionária e consiste em células fotovoltaicas que convertem a luz do sol em uma corrente elétrica que é usada para alimentar um gerador de microondas e, consequentemente, gerar energia de microondas. Esta energia de micro-ondas é transmitida usando comunicação RF e recebida na estação baseada usando uma Rectenna, que é uma combinação de uma antena e um retificador e é convertida de volta em eletricidade ou energia CA ou CC necessária. O satélite pode transmitir até 10 MW de potência de RF.

Exemplo de trabalho de transferência de energia sem fio

O princípio básico envolve a conversão da energia CA em CC usando retificadores e filtros e, em seguida, novamente convertendo-a em CA em alta frequência usando inversores. Essa energia CA de baixa tensão e alta frequência passa do primário do transformador para o secundário e é convertida em energia CC usando um retificador, filtro e arranjo regulador.

Diagrama de blocos mostrando a transmissão de energia sem fio

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O sinal AC é retificado para sinal DC usando uma seção retificadora em ponte.
O sinal DC obtido passa pelo enrolamento de feedback1, que atua como o circuito oscilador.
A corrente que passa pelo enrolamento de feedback1 faz com que o transistor1 conduza, permitindo que a corrente DC flua através do transistor para o primário do transformador é deixada na direção certa.
Quando a corrente passa pelo enrolamento de feedback2, o transistor correspondente começa a conduzir e a corrente CC flui através do transistor, para o primário do transformador na direção da direita para a esquerda.
Assim, um sinal AC é desenvolvido através do primário do transformador, para ambos os meios ciclos do sinal AC. A frequência do sinal depende da frequência de oscilação dos circuitos do oscilador.
Este sinal CA aparece através do secundário do transformador e como o secundário está conectado ao primário de outro transformador, uma tensão CA de 25 kHz aparece através do primário do transformador redutor.
Essa tensão CA é retificada usando um retificador em ponte e, em seguida, filtrada e regulada usando o LM7805 para obter uma saída de 5 V para acionar um LED.
A saída de tensão de 12 V de um capacitor é usada para alimentar o motor do ventilador DC para operar o ventilador.

Portanto, esta é uma visão geral básica da transmissão de energia sem fio. Apesar disso, você já se perguntou por que o sistema básico de transmissão ainda é sem fio? Se houver alguma dúvida sobre este conceito ou sobre elétrica e projetos eletrônicos deixe sua seção de comentários abaixo

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