Hoy en día, los sistemas de transferencia de energía inalámbrica WPT permiten cargar dispositivos electrónicos sin enchufarlos a la pared, sino que los colocan en una plataforma de carga especial. Sin embargo, la distancia de transferencia y la eficiencia de tales sistemas no cumplen con las expectativas del mercado.En un nuevo estudio, un grupo de científicos de la Universidad ITMO y el Instituto de Investigación Giricond presentaron un novedoso sistema WPT que puede mantener hasta un 80% de eficiencia de transferencia en una distancia de 20 centímetros. Los resultados se probaron experimentalmente con un diodo de luz, quelos científicos lograron encender de forma inalámbrica. El trabajo fue publicado en un número reciente de letras de física aplicada .
La mayoría del trabajo en la transferencia de energía inalámbrica se basa en el acoplamiento de resonancia, donde dos bobinas de cobre resonantes pueden intercambiar energía de forma inalámbrica al resonar a la misma frecuencia. Los objetos cercanos no se ven afectados en este proceso ya que no están sintonizados a la frecuencia requerida.Para reducir aún más las interacciones no deseadas, los sistemas de energía inalámbricos acoplan las bobinas utilizando campos magnéticos que interactúan muy débilmente con la mayoría de los otros objetos, incluidos los tejidos biológicos.
El estudio actual realizado por investigadores del laboratorio de Metamateriales, dirigido por el Dr. Pavel Belov, investigador principal y jefe del Departamento de Nanofotónica y Metamateriales de la Universidad ITMO, explota el mismo principio básico, pero con dos modificaciones importantes que ayudaron a mejorar la conexión inalámbricaeficiencia de transferencia de potencia.
El primer cambio fue reemplazar las bobinas de cobre tradicionales con resonadores dieléctricos esféricos hechos de material cerámico con alta permitividad y baja pérdida. Este paso permitió evitar pérdidas en metales y condujo a una mayor eficiencia.
Otra novedad que permitió a los científicos disminuir las pérdidas de potencia fue usar un modo de frecuencia resonante de orden superior llamado modo de cuadrupolo magnético. El grupo descubrió que operar el sistema en modo cuadrupolo, en lugar de modo dipolo, no solo aumenta la eficiencia delsistema, pero también lo hace menos sensible a la orientación aleatoria del transmisor en relación con el receptor.
La posibilidad de orientación aleatoria es un paso importante para estaciones de carga inalámbricas comerciales más prácticas. En la actualidad, la carga inalámbrica supone que uno tiene que alinear perfectamente el dispositivo en la plataforma de carga. El modo cuadrupolo no requiere una alineación tan precisa ".Este es solo un trabajo pionero, pero nuestra configuración experimental ya funciona para distancias de hasta 20 centímetros y 1 vatio de potencia "- agrega el investigador del laboratorio Polina Kapitanova.
"Ahora estamos trabajando en la fabricación e investigación experimental del próximo prototipo del sistema WPT", dice Polina Kapitanova. "En cooperación con el Instituto de Investigación Giricond, hemos fabricado nuevos resonadores cerámicos con propiedades aún mejores. Creemos que este prototipo traeránosotros muy cerca de una aplicación práctica "
Una tecnología de transferencia de energía inalámbrica eficiente puede generar sistemas comerciales que permitirán a los propietarios cargar dispositivos electrónicos sin ningún contacto físico con el cargador. La eficiencia lograda por los investigadores y la posibilidad de orientación aleatoria hacen del nuevo sistema un buen candidato paratales futuras aplicaciones comerciales.
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Materiales proporcionados por Universidad ITMO . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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