과학자들은 근처의 움직이는 물체에 무선으로 전기를 전송하는 방법을 발견했습니다.
이 방법은 운송, 의료 기기 등에 응용 될 수 있습니다. 예를 들어, 고속도로를 주행하는 동안 전기 자동차가 충전 할 수 있다면, 사실상 자동차의 범위를 우려하고 비용을 낮추어 전기를 차량의 표준 연료로 만들 수 있습니다.
"우리의 신기술은 휴대 전화와 같은 차량 및 개인 장비의 무선 충전을 앞당길뿐만 아니라 이동 중에있는 로봇 제조 업체와 로봇을 묶을 수도 있습니다."라고 스탠포드 대학의 전기 공학 교수 인 Shanhui Fan은 말했습니다. 연구.
"이론 상으로는 재충전을 중단하지 않고도 무제한으로 운전할 수 있습니다 ..."
"전기 자동차를 충전하기 위해 이전되는 전기량을 현저히 늘릴 필요가 있지만 거리를 너무 많이 미룰 필요가 없습니다."
이 그룹은 MIT의 2007에서 개발 된 기존 기술을 기반으로 고정 된 물체까지 몇 피트의 거리에서 무선으로 전기를 전송합니다. 새로운 연구에서 팀은 무선으로 움직이는 LED 전구에 전기를 보냈습니다. 이 데모에는 1-milliwatt 요금 만 포함되는 반면, 전기 자동차는 종종 작동하려면 수십 kW가 필요합니다.
이 팀은 현재 양도 할 수있는 전기량을 크게 늘리고 시스템을 조정하여 이동 거리를 연장하고 효율성을 개선하기 위해 노력하고 있습니다.
더 멀리 가라.
무선 충전은 플러그 인 전기 자동차의 주요 단점을 해결합니다. 제한된 주행 거리입니다. 테슬라 모터스는 다가오는 모델 3이 200 마일 이상을 한 번 충전하고, 시보레 볼트 (Chevy Bolt)는 이미 출시 된 상태이며, 238 마일의 광고 범위를 가지고 있다고 예상합니다. 그러나 전기 자동차 배터리는 일반적으로 완전히 재충전하는 데 몇 시간이 걸립니다. 요금 징수 시스템은 이러한 한계를 극복 할 것입니다.
"이론 상으로는 재충전을 중단하지 않고도 무제한으로 운전할 수 있습니다."라고 Fan은 설명합니다. "희망은 고속도로를 운전하는 동안 전기 자동차를 충전 할 수 있다는 것입니다. 차량 바닥에있는 코일은 도로에 내장 된 전류에 연결된 일련의 코일로부터 전기를받을 수 있습니다. "
일부 교통 전문가들은 무인 전기 자동차가 태양열 또는 다른 재생 가능 에너지 원에 의해 무선으로 충전되는 자동 고속도로 시스템을 구상합니다. 목표는 사고를 줄이고 교통 흐름을 획기적으로 향상시키는 한편 온실 가스 배출을 줄이는 것입니다.
무선 기술은 또한 운전자가없는 자동차의 GPS 네비게이션을 지원할 수 있습니다. GPS는 약 35 피트까지 정확합니다. 안전을 위해 자율 주행 차량은 송신기 코일이 내장되는 차선의 중심에 있어야하며 GPS 위성에 대해 매우 정확한 위치를 제공해야합니다.
자석으로 만든
중거리 무선 전력 전송은 자기 공명 결합을 기반으로합니다. 주요 발전소가 자석 사이의 와이어 코일을 회전시켜 교류 전류를 생성하는 것처럼 와이어를 통해 전기가 진동하는 자기장을 생성합니다.
이 필드는 또한 와이어의 인접한 코일 내의 전자가 발진함으로써 무선으로 전력을 전달합니다. 양 코일이 동일한 자기 공명 주파수로 동조되고 정확한 각도로 위치하면 전달 효율이 더 향상된다.
그러나 주파수와 같은 회로의 일부 측면이 객체가 움직일 때 수동으로 조정되는 경우에만 전기의 지속적인 흐름을 유지할 수 있습니다. 따라서, 에너지 전달 코일과 수신기 코일 중 하나가 거의 고정되어 있어야하거나, 장치가 자동으로 연속적으로 튜닝되어야하므로 상당히 복잡한 과정을 거쳐야합니다.
이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 송신기의 무선 주파수 소스를 제거하고 시중에서 판매하는 전압 증폭기 및 피드백 저항으로 대체했습니다. 이 시스템은 사람의 간섭없이 다양한 거리에 적합한 주파수를 자동으로 계산합니다.
"증폭기를 추가하면 수신 코일의 방향이 바뀌더라도 3 피트 범위의 대부분에서 전력을 매우 효율적으로 전송할 수 있습니다."라고 대학원생 인 Sid Assawaworrarit이 말했습니다. 따라서 회로의 모든 부분을 자동으로 연속적으로 튜닝 할 필요가 없습니다. "
Assawaworrarit은 수신 코일에 LED 전구를 놓음으로써 접근법을 테스트했습니다. 액티브 튜닝이없는 기존의 설정에서 LED의 밝기는 거리에 따라 감소합니다.
새로운 설정에서, 수신기가 약 3 피트의 거리만큼 소스에서 멀어짐에 따라 밝기는 일정하게 유지되었습니다. 팬 팀은 최근에 최신 특허 출원을 신청했습니다.
이 그룹은 약 10 퍼센트의 상대적으로 낮은 효율을 지닌 일반용 범용 앰프를 사용했습니다. 그들은 맞춤형 증폭기가 효율성을 90 % 이상으로 향상시킬 수 있다고 말합니다.
"우리는 우리 차에 전기를 공급하는 방법뿐만 아니라 우리 몸에 있거나 전기를 공급하는 소형 장치에 대해 다시 생각할 수 있습니다."라고 Fan은 말합니다. "동적 인 무선 충전으로 이익을 얻을 수있는 모든 것에 대해 이것은 잠재적으로 매우 중요합니다."
Stanford의 TomKat Sustainable Energy Center는이 작업의 일부를 지원했습니다.
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