Transferul wireless de energie reprezinta o tehnologie potentiala pentru transferul electricitatii/puterii intre surse electrice si receptori fara a folosi fire. Transmisia se face pe o distanta la care campul electromagnetic este suficient de puternic pentru a oferi un transfer de putere rezonabil. Acest lucru este posibil daca atat emitatorul cat si receptorul lucreaza la rezonanta. Transmiterea wireless este utila in cazurile in care energia instantanee sau continua este necesara, dar legaturile prin fire sunt imposibile.

Transmiterea wireless a energiei este diferita de transmiterea wireless a datelor atat in privinta nivelului de putere cat si al randamentului. In transferul de energie wireless randamentul este cel mai important parametru. Eficienta redusa a transmiterii si problemele de siguranta au sabotat incercarile transferului de energie wireless, insa cateva initiative - intre care, unele, semnate de nume mari, precum Sony si Intel - propun o noua abordare pentru a face lucrurile sa mearga. Ultimii cativa ani au adus in atentie demonstratii promitatoare cu telefoanemobile, laptopuri si televizoare alimentate wireless.Hu, A. P. (2009). -“Wireless/Contactless power supply: Inductively coupledresonant converter solution”.

Metode de transmitere a puterii electriceUn curent electric care curge printr-un material conductor poartă energie electrică. Atunci când un curent electric trece printr-un conductor, va exista un câmp electric în dielectricul din jurul conductorului. Fluxul de energie are componente pe trei direcţii principale:1. Câmp magnetic, concentric cu conductorul.2. Câmp electric, perpendicular pe suprafața conductorului.3. Gradient de putere, paralel cu conductorul.

Pornind de la această distribuție spațială a energiei s-au imaginat 4 metode de transmitere a puterii electrice la un consumator.

1. Cuplare capacitivă. Transmiterea puterii se face prin cuplarea capacitivă a doi electrozi situați în plane relativ paralele.2. Inducție electromagnetică. Transmiterea puterii se face prin curent indus de un câmp magnetic între două bobine apropiate.3. Rezonanță magnetică. Transmiterea puterii prin spațiu se face folosind fenomenul de rezonanță magnetică bazat pe același principiu ca inducția electromagnetică. Rezonanța se realizează între două bobine dacă câmpul electromagnetic din jurul lor oscilează la aceeași frecvență. Cât timp cele două bobine sunt în rezonanță, se realizează transferul de putere dintre ele. 4. Unde radio. Transmiterea puterii se face prin unde radio ce sunt recepționate de o antenă. Se folosesc microunde generate de emițătoare terestre ce vor fi apoi preluate de către un anumit aparat, cu ajutorul unei antene de redresare care convertește microundele direct în curent.

Inductia magnetic este cea mai tentanta alternativa pentru aplicatiile domestice. Un camp magnetic fluctuant emanand dintr-o bobina poate induce un curent electric intr-o alta bobina apropiata. Estesi modalitatea prin care multe dispozitive, precum periutele de dinti electrice si chiar unele telefoane mobile isi reincarca bateriile golite .Problema este, insa, aceea ca, desi randamentul transferului este bun aproape, el poatescadea la zero atunci cand distanta fata de transmitator creste fie si numai la cativamilimetri. Se stie de multa vreme ca un asemenea transfer mecanic de energie esteenorm imbunatatit daca doua obiecte au aceeasi frecventa de rezonanta.

www.murata.com/products/wireless_power

DOMENII DE UTILIZARE ŞI REALIZĂRI EXPERIMENTALESistemele de transfer al energiei îşi dovedesc utilitatea în domenii cu o dinamică

accelerată în ultimul timp, cum sunt sistemele de încărcare a bateriilor vehiculelor electrice şi hibride în mişcare sau în staţionare, sistemele pentru încărcarea bateriilor la produse electronice de larg consum (telefoane mobile, sisteme de calcul, tablete, alte terminale mobile), aplicaţii în medii cu pericol de explozie, aplicaţii în robotică, alimentarea cu energie a micilor comunităţi lipsite de infrastructură clasică de distribuţie a energiei electrice, alimentarea aparaturii medicale implantate. Un avantaj important al sistemelor de transmisie a energiei fără contact este şi faptul că pot fi combinate, cu costuri minime, cu transmisia de date.În figura de mai jos se prezintă structura unui sistem complex propus de autori pentru încărcareabateriilor vehiculelor electrice, în care transferul de energie este combinat cu transferul de date atât pentru conducerea procesului de încărcare, cât şi pentru poziţionarea automată a vehiculului pentru transfer de putere cu randament maxim.

Transferul de energie se realizează între circuitul emiţător (2) sau staţia de bază şi circuitul receptor (3) sau staţia mobilă (îmbarcată pe vehicul) separate de o distanţă variabilă (d)

dată de garda la sol. Transferul este de tip inductiv, puterea transmisă sarcinii (5) este de ordinul kW şi asigură încărcarea într-un timp similar cu sistemele cu cuplaj galvanic.Convertorul static de frecvenţă variabilă (1) are o construcţie originală, de tip autoadaptiv, pentru a asigura, pe de o parte, condiţiile de rezonanţă ale circuitelor emiţător şi receptor, iar pe de altă parte să compenseze automat dezacordul provocat de sarcina variabilă. Convertorul (4) asigură încărcarea bateriei de acumulatoare indiferent de starea acesteia, într-un regim optim. Starea şi regimul de încărcare a bateriei sunt monitorizate şi informaţia despre acestea este transmisă printr-o cale de comunicaţie wireless (7) către blocul de monitorizare şi comandă (6) care asigură comanda convertoarelor (1) şi (4) în aşa fel încât randamentul de transfer global al sistemului să fie maxim indiferent de starea bateriei, iar factorul de putere în punctul de alimentare de la reţea să fie unitar.

Construcţia şi poziţia relativă a bobinelor emiţător şi receptor sunt elemente foarte importante pentru performanţa energetică a sistemului.