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无线电源技术的应用及发展现状

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:利用无线电源技术可将数百千瓦的电源,进行远距离传输。4)英特尔的研究人员采用一种由麻省理工学院研发的磁共振技术,在其2008年8月召开的年会上,采用相对大的线圈在3ft的距离内,以10MHz频率输送出60W的交流电,接通了一只白炽灯。同年12月,英特尔在其实验室内,以3ft的距离输送出12W的直流电,为一款小型便携式计算机供电。5)美国一家公司的无线电源技术,在匹兹堡一家动物园,对企鹅笼舍中温湿度传感器的充电电池,进行远程充电。

无线电源技术的应用及发展现状

利用无线电源技术可将数百千瓦的电源,进行远距离传输。长久以来,百万瓦级(MW,太阳能发电)或毫瓦级的传输,受到无线电源技术的关注。

1.应用实例

1)以色列Powermat公司开发“电源垫”的无线电源。通过电磁波实现电力传输,无需连接电源线和电源插座。这种无线电源相当于“阅读器”的基座和一个将电磁波转换为电流的“标签”,基座是一块几毫米厚的垫子,可以放在桌子上,也可以镶嵌在厨房工作台表面或墙上,它通过电磁场向携带“标签”的电器输电,只要将带有“标签”的电器放到垫子上或垫子附近,即可获得电力。这种无线电源基座中的发射器,能传输100W电力,可为4~5个中型电器和一些小电器供电。该电源还具有自我调节功能,可根据电器的工作状态调整供电,使电磁辐射降到最小。

2)电子标签:由阅读器和标签构成。阅读器利用天线在“标签”周围形成磁场,阅读器发射频率调谐“标签”;“标签”从磁场中获得能量,转换为电信号发送给阅读器。

3)1987年10月7日,一架小型飞机通过RF(无线射频)波束提供的动力,在空中飞行。

4)英特尔的研究人员采用一种由麻省理工学院研发的磁共振技术,在其2008年8月召开的年会上,采用相对大的线圈在3ft的距离内,以10MHz频率输送出60W的交流电,接通了一只白炽灯。同年12月,英特尔在其实验室内,以3ft的距离输送出12W的直流电,为一款小型便携式计算机供电。

5)美国一家公司的无线电源技术,在匹兹堡一家动物园,对企鹅笼舍中温湿度传感器充电电池,进行远程充电。

6)日本手机厂商间,“使电源线消失”的技术在稳步发展。利用该技术,只需把手机放到专用台上,就可以进行充电。此外,无线耳机、数码相机等多种便携产品,也可以进行类似的充电。

7)美国航空暨太空总署(NASA)建立了一个集研究、技术与投资于一身的250MW太阳能动力系统(SPS)。

8)荷兰飞利浦电子(Royal Philips Electronics)上市了无线电源技术的照明器具。(www.xing528.com)

9)防止无线电源错误充电的ID认证方法,以及在充电的同时进行高速数据传输的方法已问世。

10)激光能量传输。激光传输和微波类似,将太空中收集的太阳能转换成激光束,高效的激光能将80%的能量送到地面。激光与微波传输的主要区别在频率,微波是2.45GHz或5.8GHz频段,激光在可见光或红外光频段,大气对该频段的吸收很少,频率还决定了发射器和接收器的尺寸及传输能量密度。同光缆可传递更多数据类似,激光可以以更窄的波束、更小的发射和接收面积传递能量。欧洲航天公司Astrium在德国用红外激光传输能量的方法进行了测试。

早在二次世界大战期间,就有用磁控管将电能转换成微波的技术,但是将微波转回电流的方法却一直到1964年才被发现,William C.Brown成功地研发出一款矽整流二极体天线,才将微波转回为电流。1968年,Peter Glaser提出了在电源能量远低于国际安全标准的条件下,利用微波从太阳能动力卫星向地面传输电源的想法。

2.微波束电源传输原理

1)定向天线发射RF电源,其效率在85%左右。两个天线之间的能量传输效率由天线的尺寸、RF波的波长以及两天线间的距离来决定(这里为了简化问题假定无传输损耗,因此方程式中不包含波束强度)。如果假设发射天线直径为DT,接收天线直径为DR,RF波长为λλ=1/ff为RF频率),天线距离为H,而k为一比例常数(通常选择1.2),可以得到

DT·DR=2kλH

2)电源密度的问题。美国食品暨药物管理局(FDA)强制规定在距微波炉表面2in(1in=0.0254m)处,每平方厘米的微波辐射不超过5mW。

3)收集周围环境中的杂散电源之后,要进行波束电源传输。从产业角度来看,电源收集本身虽然是一个新概念,将“收集”形容为“净化”也许更为恰当,因为这个概念主要是指对飘浮在空气中的杂散能量进行搜索和收集。能量收集应该将能量收集的模式从“能量在你所能发现之处”转变为“能量始于无线建置之处”。

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