Si los autos eléctricos pudieran recargarse mientras conducen por una carretera, prácticamente eliminaría las preocupaciones sobre su alcance y reduciría su costo, quizás haciendo de la electricidad el combustible estándar para los vehículos.
Ahora, los científicos de la Universidad de Stanford han superado un obstáculo importante para tal futuro mediante la transmisión inalámbrica de electricidad a un objeto en movimiento cercano. Sus resultados se publican en la edición del 15 de junio de Naturaleza .
"Además de avanzar en la carga inalámbrica de vehículos y dispositivos personales como teléfonos celulares, nuestra nueva tecnología puede desatar la robótica en la fabricación, que también está en movimiento", dijo Shanhui Fan, profesor de ingeniería eléctrica y autor principal del estudio"Todavía necesitamos aumentar significativamente la cantidad de electricidad que se transfiere para cargar autos eléctricos, pero es posible que no tengamos que empujar la distancia demasiado".
El grupo se basó en la tecnología existente desarrollada en 2007 en el MIT para transmitir electricidad de forma inalámbrica a una distancia de unos pocos pies a un objeto estacionario. En el nuevo trabajo, el equipo transmitió electricidad de forma inalámbrica a una bombilla LED en movimiento. Esa demostración solo involucró unaLa carga de 1 milivatio, mientras que los automóviles eléctricos a menudo requieren decenas de kilovatios para funcionar. El equipo ahora está trabajando para aumentar en gran medida la cantidad de electricidad que se puede transferir y ajustar el sistema para extender la distancia de transferencia y mejorar la eficiencia.
campo de prácticas
La carga inalámbrica resolvería un inconveniente importante de los autos eléctricos enchufables: su rango de conducción limitado. Tesla Motors espera que su próximo Model 3 recorra más de 200 millas con una sola carga y el Chevy Bolt, que ya está en el mercado, tiene un alcance anunciado de 238 millas. Pero las baterías de los vehículos eléctricos generalmente tardan varias horas en recargarse por completo. Un sistema de carga mientras conduce superaría estas limitaciones.
"En teoría, uno podría conducir por una cantidad de tiempo ilimitada sin tener que detenerse para recargarse", explicó Fan. "La esperanza es que pueda cargar su automóvil eléctrico mientras conduce por la carretera.Una bobina en la parte inferior del vehículo podría recibir electricidad de una serie de bobinas conectadas a una corriente eléctrica incrustada en la carretera ".
Algunos expertos en transporte visualizan un sistema de autopistas automatizado en el que los vehículos eléctricos sin conductor se cargan de forma inalámbrica con energía solar u otras fuentes de energía renovables. El objetivo sería reducir los accidentes y mejorar drásticamente el flujo del tráfico mientras se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero.
La tecnología inalámbrica también podría ayudar a la navegación por GPS de automóviles sin conductor. El GPS es preciso hasta aproximadamente 35 pies. Por seguridad, los automóviles autónomos deben estar en el centro del carril donde se insertarían las bobinas del transmisor, proporcionando un posicionamiento muy preciso para el GPSsatélites.
resonancia magnética
La transferencia inalámbrica de energía de rango medio, desarrollada en Stanford y otras universidades de investigación, se basa en el acoplamiento de resonancia magnética. Así como las principales plantas de energía generan corrientes alternas al girar bobinas de alambre entre imanes, la electricidad que se mueve a través de los cables crea un campo magnético oscilanteEste campo también hace que los electrones en una bobina de cables cercana oscilen, transfiriendo así la energía de forma inalámbrica. La eficiencia de transferencia se mejora aún más si ambas bobinas se sintonizan a la misma frecuencia de resonancia magnética y se colocan en el ángulo correcto.
Sin embargo, el flujo continuo de electricidad solo se puede mantener si algunos aspectos de los circuitos, como la frecuencia, se sintonizan manualmente a medida que el objeto se mueve. Por lo tanto, la bobina transmisora de energía y la bobina receptora deben permanecer casi estacionarias, o elel dispositivo se debe ajustar de forma automática y continua, un proceso significativamente complejo.
Para abordar el desafío, el equipo de Stanford eliminó la fuente de radiofrecuencia en el transmisor y la reemplazó con un amplificador de voltaje y una resistencia de retroalimentación disponibles comercialmente. Este sistema calcula automáticamente la frecuencia correcta para diferentes distancias sin la necesidad de interferencia humana.
"Agregar el amplificador permite que la potencia se transfiera de manera muy eficiente a través de la mayoría del rango de tres pies y a pesar de la orientación cambiante de la bobina receptora", dijo el estudiante graduado Sid Assawaworrarit, autor principal del estudio. "Esto elimina la necesidad de un cambio automáticoy sintonización continua de cualquier aspecto de los circuitos "
Assawaworrarit probó el enfoque colocando una bombilla LED en la bobina receptora. En una configuración convencional sin sintonización activa, el brillo del LED disminuiría con la distancia. En la nueva configuración, el brillo permaneció constante a medida que el receptor se alejó de la fuente por undistancia de aproximadamente tres pies. El equipo de Fan recientemente presentó una solicitud de patente para el último avance.
El grupo usó un amplificador estándar de uso general con una eficiencia relativamente baja de alrededor del 10 por ciento. Dicen que los amplificadores hechos a medida pueden mejorar esa eficiencia en más del 90 por ciento.
"Podemos repensar cómo suministrar electricidad no solo a nuestros automóviles, sino a dispositivos más pequeños en nuestros cuerpos", dijo Fan. "Para cualquier cosa que pueda beneficiarse de la carga dinámica e inalámbrica, esto es potencialmente muy importante".
Ver video : http://youtu.be/7nkOgiTxfEs
El estudio también fue coautor del asociado de investigación de Stanford Xiaofang Yu.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Stanford . Original escrito por Mark Golden y Mark Shwartz. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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