太陽光発電システムと作業によるワイヤレス電力伝送

問題を排除するために楽器を試してください





伝統的 有線送電システム 通常、分散ユニットと消費者ユニットの間に送電線を敷設する必要があります。これにより、システムのコスト、ケーブルのコスト、送電および配電で発生する損失など、多くの制約が生じます。想像してみてください。送電線の抵抗だけで、生成されたエネルギーの約20〜30%が失われます。

DC電力伝送システムについて言えば、DC電源とデバイスの間にコネクタが必要なため、それでも実現可能ではありません。




電線がまったくないシステムを想像してみてください。電線がなくても家にAC電源を供給することができます。ソケットに物理的に差し込むことなく携帯電話を充電できる場所。ペースメーカーのバッテリー(人間の心臓の内部に配置されている)を、バッテリーを交換せずに再充電できる場所。もちろん、そのようなシステムは可能であり、そこでワイヤレス電力伝送の役割が生まれます。

この概念は実際には新しい概念ではありません。このアイデア全体は、1893年にニコラテスラによって開発されました。そこで彼は、ワイヤレス伝送技術を使用して真空バルブを照らすシステムを開発しました。



なしでは世界を想像することはできません ワイヤレス電力 転送は実行可能です。携帯電話、家庭用ロボット、MP3プレーヤー、コンピューター、ラップトップ、およびその他の運搬可能なガジェットは、接続されていない状態で充電するのに適しているため、最終的なユビキタスな電源線から解放されます。これらのユニットの中には、動作するのに多くの電気セル/バッテリーを必要としないものもあります。

3種類のワイヤレス電力伝送方法:

  • 誘導結合 :エネルギーを伝達する最も顕著な方法の1つは、誘導結合によるものです。基本的に近接場送電に使用されます。これは、一方のワイヤに電流が流れると、もう一方のワイヤの両端に電圧が誘導されるという事実に基づいています。動力伝達は、2つの導電性材料間の相互インダクタンスを介して行われます。一般的な例は変圧器です。
誘導結合を使用した動力伝達

誘導結合を使用した動力伝達

  • マイクロ波送電: このアイデアは、ウィリアムCブラウンによって開発されました。全体的なアイデアには、AC電力をRF電力に変換し、それを宇宙に送信し、受信機で再びAC電力に再変換することが含まれます。このシステムでは、電力はクライストロンなどのマイクロ波電源を使用して生成され、この生成された電力は、導波管(マイクロ波電力を反射電力から保護する)およびチューナー(マイクロ波源のインピーダンスと一致する)を介して送信アンテナに与えられます。アンテナのそれ)。受信部は、マイクロ波電力を受信する受信アンテナと、信号の出力インピーダンスを整流器の出力インピーダンスと整合させるインピーダンス整合・フィルタ回路で構成されています。この受信アンテナと整流ユニットは、レクテナとして知られています。使用するアンテナは、ダイポールまたは八木宇田アンテナです。受信機ユニットは、マイクロ波信号をDC信号に変換するために使用されるショットキーダイオードで構成される整流器セクションからも構成されています。この伝送システムは、2GHzから6GHzの範囲の周波数を使用します。
マイクロ波を使用したワイヤレス電力伝送

マイクロ波を使用したワイヤレス電力伝送

  • レーザー動力伝達: これには、レーザービームを使用して、光エネルギーの形で電力を伝達することが含まれます。 受信機側の電気エネルギー。レーザーは、太陽光やその他の発電機などの光源を使用して電力を供給されるため、高強度の集束光を生成します。ビームのサイズと形状は一連の光学系によって決定され、この送信されたレーザー光は光電池によって受信され、光を電気信号に変換します。通常、伝送には光ファイバーケーブルを使用します。基本的な太陽光発電システムと同様に、レーザーベースの伝送で使用される受信機は、インコヒーレントな単色光を電気に変換できる太陽電池またはソーラーパネルのアレイです。
レーザー送電システム

レーザー送電システム

太陽光発電の無線転送

最先端のワイヤレス電力伝送システムの1つは、マイクロ波またはレーザービームを使用して太陽光発電を伝送することに基づいています。衛星は静止軌道に配置され、太陽光を電流に変換する太陽電池で構成されています。この電流は、マイクロ波発生器に電力を供給し、それに応じてマイクロ波電力を生成するために使用されます。このマイクロ波電力は、RF通信を使用して送信され、アンテナと整流器の組み合わせであるレクテナを使用してベースステーションで受信され、電気または必要なACまたはDC電力に変換されます。衛星は最大10MWのRF電力を送信できます。


ワイヤレス電力伝送の実例

基本的な原理は、整流器とフィルターを使用してAC電力をDC電力に変換し、次にインバーターを使用して高周波で再びACに変換することです。次に、この低電圧高周波AC電力は、変圧器の一次側から二次側に渡され、整流器、フィルター、およびレギュレーターの配置を使用してDC電力に変換されます。

ワイヤレス電力伝送を示すブロック図

ワイヤレス電力伝送を示すブロック図

  • AC信号は、ブリッジ整流器セクションを使用してDC信号に整流されます。
  • 得られた直流信号は、発振回路として機能するフィードバック巻線1を通過します。
  • フィードバック巻線1を通過する電流により、トランジスタ1が導通し、DC電流がトランジスタを通ってトランスの一次側に流れるようになります。
  • 電流がフィードバック巻線2を通過すると、対応するトランジスタが導通を開始し、DC電流がトランジスタを通ってトランスの一次側に右から左の方向に流れます。
  • したがって、AC信号は、AC信号の両方の半サイクルで、トランスの1次側に発生します。信号の周波数は、発振回路の発振周波数に依存します。
  • このAC信号は変圧器の2次側に現れ、2次側が別の変圧器の一次側に接続されると、25kHzのAC電圧が降圧変圧器の一次側に現れます。
  • このAC電圧は、ブリッジ整流器を使用して整流され、LM7805を使用してフィルタリングおよび調整され、LEDを駆動するための5V出力が得られます。
  • コンデンサからの12Vの電圧出力は、ファンを動作させるためにDCファンモーターに電力を供給するために使用されます。

これがワイヤレス電力伝送の基本的な概要です。それにもかかわらず、なぜ基本的な伝送システムがまだワイヤレスなのか疑問に思ったことはありませんか?この概念または電気および 電子プロジェクト 以下にコメントセクションを残してください

フォトクレジット: