Transmisi Daya Nirkabel Melalui Sistem Tenaga Surya dan Cara Kerja
Sistem transmisi daya kabel tradisional biasanya menimbulkan kebohongan kabel transmisi antara unit terdistribusi dan unit konsumen. Ini menghasilkan banyak kendala seperti biaya sistem- biaya kabel, kerugian yang ditimbulkan dalam transmisi maupun dalam distribusi.
Bayangkan saja, hanya hambatan dari saluran transmisi yang menghasilkan hilangnya sekitar 20-30% dari energi yang dihasilkan. Jika Anda berbicara tentang sistem transmisi daya DC, bahkan itu tidak layak karena memerlukan konektor antara catu daya DC dan perangkat.
Bayangkan sebuah sistem yang sama sekali tanpa kabel, di mana Anda bisa mendapatkan daya AC ke rumah Anda tanpa kabel. Di mana Anda dapat mengisi ulang ponsel Anda tanpa harus menyambungkannya ke soket. Di mana baterai alat pacu jantung (ditempatkan di dalam hati manusia) dapat diisi ulang tanpa harus mengganti baterai. Tentu saja sistem seperti itu mungkin dan di situlah peran Transmisi Daya Nirkabel datang.
Konsep ini sebenarnya bukan konsep baru. Seluruh gagasan ini dikembangkan oleh Nicolas Tesla pada tahun 1893, di mana ia mengembangkan sistem penerangan bola lampu menggunakan teknik transmisi nirkabel.
Kita tidak dapat membayangkan dunia tanpa Transfer Daya Nirkabel ini adalah mungkin: ponsel, robot domestik, pemutar MP3, Komputer, laptop, dan gadget yang dapat dikirim lainnya sesuai untuk mengisi daya sendiri ketika tidak pernah terhubung, membebaskan kita dari kabel daya yang terakhir dan ada di mana-mana. Beberapa unit ini bahkan mungkin tidak memerlukan banyak sel / baterai listrik untuk beroperasi.
Dalam sistem ini daya dihasilkan menggunakan sumber daya gelombang mikro seperti klystron, dan daya yang dihasilkan ini diberikan ke antena pemancar melalui Waveguide (yang melindungi daya gelombang mikro dari daya yang dipantulkan) dan tuner (yang sesuai dengan impedansi sumber gelombang mikro dengan itu antena).
Bagian penerima terdiri dari antena penerima yang menerima daya gelombang mikro dan rangkaian pencocokan impedansi dan filter yang cocok dengan impedansi output sinyal dengan antena unit pelurus. Antena penerima ini bersama dengan unit pelurusan dikenal sebagai Rectenna.
Antena yang digunakan dapat berupa dipole atau Antena Yagi-Uda. Unit penerima juga terdiri dari bagian penyearah yang terdiri dari dioda schottky yang digunakan untuk mengubah sinyal gelombang mikro menjadi sinyal DC. Sistem transmisi ini menggunakan frekuensi dalam kisaran 2GHz hingga 6GHz.
Ukuran dan bentuk sinar ditentukan oleh satu set optik dan cahaya LASER yang ditransmisikan ini diterima oleh sel fotovoltaik, yang mengubah cahaya menjadi sinyal listrik. Biasanya menggunakan kabel serat optik untuk transmisi.
Seperti pada sistem tenaga surya dasar, penerima yang digunakan dalam transmisi berbasis LASER adalah susunan sel fotovoltaik atau panel surya yang dapat mengubah cahaya monokromatik yang tidak koheren menjadi listrik.
Daya gelombang mikro ini ditransmisikan menggunakan komunikasi RF dan diterima di stasiun berbasis menggunakan Rectenna, yang merupakan kombinasi antena dan penyearah dan diubah kembali menjadi listrik atau daya AC atau DC yang diperlukan. Satelit dapat mengirimkan hingga 10 MW daya RF.
Bayangkan saja, hanya hambatan dari saluran transmisi yang menghasilkan hilangnya sekitar 20-30% dari energi yang dihasilkan. Jika Anda berbicara tentang sistem transmisi daya DC, bahkan itu tidak layak karena memerlukan konektor antara catu daya DC dan perangkat.
Bayangkan sebuah sistem yang sama sekali tanpa kabel, di mana Anda bisa mendapatkan daya AC ke rumah Anda tanpa kabel. Di mana Anda dapat mengisi ulang ponsel Anda tanpa harus menyambungkannya ke soket. Di mana baterai alat pacu jantung (ditempatkan di dalam hati manusia) dapat diisi ulang tanpa harus mengganti baterai. Tentu saja sistem seperti itu mungkin dan di situlah peran Transmisi Daya Nirkabel datang.
Konsep ini sebenarnya bukan konsep baru. Seluruh gagasan ini dikembangkan oleh Nicolas Tesla pada tahun 1893, di mana ia mengembangkan sistem penerangan bola lampu menggunakan teknik transmisi nirkabel.
Kita tidak dapat membayangkan dunia tanpa Transfer Daya Nirkabel ini adalah mungkin: ponsel, robot domestik, pemutar MP3, Komputer, laptop, dan gadget yang dapat dikirim lainnya sesuai untuk mengisi daya sendiri ketika tidak pernah terhubung, membebaskan kita dari kabel daya yang terakhir dan ada di mana-mana. Beberapa unit ini bahkan mungkin tidak memerlukan banyak sel / baterai listrik untuk beroperasi.
3 Jenis Metode Transfer Daya Nirkabel
Kopling Induktif
Salah satu metode transfer energi yang paling menonjol adalah melalui kopling induktif. Ini pada dasarnya digunakan untuk transmisi daya medan dekat. Hal ini didasarkan pada kenyataan bahwa ketika arus mengalir melalui satu kabel, tegangan diinduksi melintasi ujung kabel lainnya. Transmisi daya berlangsung melalui induktansi timbal balik antara kedua bahan konduktif. Contoh umum adalah transformator.Transmisi Daya Microwave
Gagasan ini dikembangkan oleh William C Brown. Seluruh ide melibatkan konversi daya AC ke daya RF dan mentransmisikannya melalui ruang dan kembali mengubahnya menjadi daya AC di penerima.Dalam sistem ini daya dihasilkan menggunakan sumber daya gelombang mikro seperti klystron, dan daya yang dihasilkan ini diberikan ke antena pemancar melalui Waveguide (yang melindungi daya gelombang mikro dari daya yang dipantulkan) dan tuner (yang sesuai dengan impedansi sumber gelombang mikro dengan itu antena).
Bagian penerima terdiri dari antena penerima yang menerima daya gelombang mikro dan rangkaian pencocokan impedansi dan filter yang cocok dengan impedansi output sinyal dengan antena unit pelurus. Antena penerima ini bersama dengan unit pelurusan dikenal sebagai Rectenna.
Antena yang digunakan dapat berupa dipole atau Antena Yagi-Uda. Unit penerima juga terdiri dari bagian penyearah yang terdiri dari dioda schottky yang digunakan untuk mengubah sinyal gelombang mikro menjadi sinyal DC. Sistem transmisi ini menggunakan frekuensi dalam kisaran 2GHz hingga 6GHz.
Transmisi Tenaga Laser
Ini melibatkan penggunaan sinar LASER untuk mentransfer daya dalam bentuk energi cahaya, yang diubah menjadi energi listrik di ujung penerima. LASER diberdayakan menggunakan sumber seperti matahari atau generator listrik apa pun dan karenanya menghasilkan cahaya fokus intensitas tinggi.Ukuran dan bentuk sinar ditentukan oleh satu set optik dan cahaya LASER yang ditransmisikan ini diterima oleh sel fotovoltaik, yang mengubah cahaya menjadi sinyal listrik. Biasanya menggunakan kabel serat optik untuk transmisi.
Seperti pada sistem tenaga surya dasar, penerima yang digunakan dalam transmisi berbasis LASER adalah susunan sel fotovoltaik atau panel surya yang dapat mengubah cahaya monokromatik yang tidak koheren menjadi listrik.
Transfer Nirkabel Tenaga Surya
Salah satu sistem transfer daya nirkabel tercanggih didasarkan pada transfer tenaga surya menggunakan gelombang microwave atau LASER. Satelit ditempatkan di orbit geostasioner dan terdiri dari sel fotovoltaik yang mengubah sinar matahari menjadi arus listrik yang digunakan untuk menyalakan generator gelombang mikro dan karenanya menghasilkan tenaga gelombang mikro.Daya gelombang mikro ini ditransmisikan menggunakan komunikasi RF dan diterima di stasiun berbasis menggunakan Rectenna, yang merupakan kombinasi antena dan penyearah dan diubah kembali menjadi listrik atau daya AC atau DC yang diperlukan. Satelit dapat mengirimkan hingga 10 MW daya RF.
Contoh Cara Kerja Transfer Daya Nirkabel
Prinsip dasar melibatkan konversi daya AC ke daya DC menggunakan penyearah dan filter dan kemudian mengubahnya kembali ke AC pada frekuensi tinggi menggunakan inverter. Tegangan tinggi frekuensi tinggi daya AC ini kemudian beralih dari primer transformator ke sekundernya dan dikonversi ke daya DC menggunakan pengaturan penyearah, filter, dan regulator.- Sinyal AC diperbaiki ke sinyal DC menggunakan bagian penyearah jembatan.
- Sinyal DC yang diperoleh melewati umpan balik belitan1, yang bertindak sebagai rangkaian Osilator.
- Arus yang melewati umpan balik belitan1 menyebabkan transistor1 berjalan, memungkinkan arus DC mengalir melalui transistor ke bagian transformator primer di kiri ke arah kanan.
- Ketika arus melewati umpan balik belitan2, transistor yang sesuai mulai berjalan dan arus DC mengalir melalui transistor, ke transformator primer di arah kanan ke kiri.
- Jadi sinyal AC dikembangkan melintasi transformator primer, untuk kedua setengah siklus sinyal AC. Frekuensi sinyal tergantung pada frekuensi osilasi dari rangkaian osilator.
- Sinyal AC ini muncul melintasi transformator sekunder dan karena sekunder dihubungkan ke transformator primer lain, tegangan AC 25 KHz muncul melintasi transformator primer step-down.
- Tegangan AC ini diperbaiki menggunakan penyearah jembatan dan kemudian difilter dan diatur menggunakan LM7805 untuk mendapatkan output 5V untuk menggerakkan LED.
- Output tegangan 12 V dari Kapasitor digunakan untuk memberi daya motor kipas DC untuk mengoperasikan kipas.