ТЕХНОЛОГІЯ БЕЗДРОТОВОЇ ПЕРЕДАЧІ ЕНЕРГІЇ ТА ОБЛАСТІ ЇЇ ЗАСТОСУВАННЯ
Анотація
Бездротова передача енергії (БПЕ) досягла значного прогресу, знайшла втілення в декількох сферах застосування із часу своєї першої розробки. Предметом статті виступає магнітно-резонансний зв’язок (МРЗ), який є різновидом бездротової передачі енергії. Магнітно-резонансний зв’язок заслуговує на особливу увагу через високу ефективність передачі, що коливається від 40 до 80%, і здатність заряджати багато пристроїв від 1 до 50 см. Магнітно-резонансний зв’язок – явище, за якого магнітні поля використовуються для встановлення зв’язку між двома або більше пристроями. Ефективність бездротових зарядних пристроїв окремо розглядається в цій статті. Хоча бездротові зарядні пристрої мають нижчу швидкість заряджання, ніж кабельні зарядні пристрої, зазначено, що бездротові зарядні пристрої відіграють деяку роль у збереженні акумуляторів, підтримують рівень заряду в діапазоні від 50 до 80% під час процесу заряджання. Стандарт Qi 1.2 – це стандартизована специфікація, яка полегшує прискорену зарядку з максимальною вихідною потужністю 15 Вт, зокрема працює за напруги 9 вольт і 1,67 ампера. У сфері бездротової передачі електроенергії на великі відстані використання електромагнітних променів для передачі на сотні метрів або навіть кілометри відкриває значні перспективи. Розглянуто проблему порушень процесів бездротової передачі електроенергії та запропоновано рішення, зокрема й з використанням резисторів, які чутливі до прикладеної сили. У статті представлені емпіричні дані, що демонструють підвищену ефективність упровадження цих рішень. Розглянуті технології закладають основи для бездротової передачі енергії в електромобілях, дронах та інших пристроях з акумуляторами. Використання такого підходу значно полегшує розвиток технології бездротової передачі енергії, її подальше вдосконалення.
Завантаження
Посилання
2. Lan, J., et al., Planar Omnidirectional Wireless Power Transfer System Based on Novel Metasurface. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 2022. 64 (2): p. 551–558.
3. Jawad, A.M., et al., Single-Tube and Multi-Turn Coil Near-Field Wireless Power Transfer for Low-Power Home Appliances. Energies, 2018. 11 (8): p. 1969.
4. Jawad, A.M., et al., Wireless Power Transfer with Magnetic Resonator Coupling and Sleep/Active Strategy for a Drone Charging Station in Smart Agriculture. IEEE Access, 2019. 7: p. 139839–139851.
5. Abu-Mahfouz, A. and Hancke G.P., Distance Bounding: A Practical Security Solution for Real-Time Location Systems. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2013. 9 (1): p. 16–27.
6. Jawad, A.M., et al., Opportunities and Challenges for Near-Field Wireless Power Transfer: A Review. Energies, 2017. 10 (7): p. 1022.
7. Basir, A., Shah, I.A., and Yoo H., Sphere-Shaped Receiver Coil for Misalignment-Resilient Wireless Power Transfer Systems for Implantable Devices. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2022. 70 (9): p. 8368–8378.
8. Jawad, A.M., et al., Wireless Drone Charging Station Using Class-E Power Amplifier in Vertical Alignment and Lateral Misalignment Conditions. Energies, 2022. 15 (4): p. 1298.
9. Alam, B., et al. A Review on Power Pad, Topologies and Standards of Wireless Charging of Electric Vehicles. in 2022 International Conference on Decision Aid Sciences and Applications (DASA). 2022.
10. Van Mulders, J., et al., Wireless Power Transfer: Systems, Circuits, Standards, and Use Cases. Sensors (Basel), 2022. 22 (15).
11. Hutchinson, L., Waterson, B., Anvari, B., & Naberezhnykh, D., Potential of wireless power transfer for dynamic charging of electric vehicles. IET Intelligent Transport Systems, 2019. 13 (1): p. 3–12.
12. Ye, Z., Yang M., and Chen P.Y., Multi-Band Parity-Time-Symmetric Wireless Power Transfer Systems for ISM-Band Bio-Implantable Applications. IEEE Journal of Electromagnetics, RF and Microwaves in Medicine and Biology, 2022. 6 (2): p. 196–203.
13. Liu, W., et al., Smart wireless power transfer – opportunities and challenges. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2023. 180: p. 113298.
14. Zhang, Z., et al., Wireless Power Transfer – An Overview. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2019. 66 (2): p. 1044–1058.
15. Ekren, O., Hakan Canbaz C., and Güvel Ç.B., Sizing of a solar-wind hybrid electric vehicle charging station by using HOMER software. Journal of Cleaner Production, 2021. 279: p. 123615.
16. Wang, J., et al., Analytical study and corresponding experiments for a new resonant magnetic charger with circular spiral coils. Journal of Applied Physics, 2012. 111 (7).
17. Pratik, U., et al., Optimum Design of Decoupled Concentric Coils for Operation in Double-Receiver Wireless Power Transfer Systems. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 2019. 7 (3): p. 1982–1998.
18. Dharani, D. and Ramya, M.S.Wireless Power Transmission: An Innovative Idea. International journal of engineering research and technology, 2019. 7.
19. Huang, W., et al., Long-distance adiabatic wireless energy transfer via multiple coils coupling. Results in Physics, 2020. 19: p. 103478.
20. Xu, C., et al., Dynamic Wireless Power Transfer System With an Extensible Charging Area Suitable for Moving Objects. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2021. 69 (3): p. 1896–1905.
21. Ibrahim Alhamrouni, M.I., Mohamed Salem, Lilik J. Awalin, Awang Jusoh, Tole Sutikno, Application of inductive coupling for wireless power transfer. International Journal of Power Electronics and Drive Systems (IJPEDS), 2020. 11 (3).
22. Bevacqua, M.T., Bellizzi, G.G., and Merenda, M. An Efficient Far-Field Wireless Power Transfer via Field Intensity Shaping Techniques. Electronics, 2021. 10 (14): p. 1609.
23. Hou, X., et al., A Dual-Frequency Dual-Load Multirelay Magnetic Coupling Wireless Power Transfer System Using Shared Power Channel. IEEE Transactions on Power Electronics, 2022. 37 (12): p. 15717–15727.
24. Tarakeswar Shaw, A.R., Debasis Mitra, Efficiency Enhancement of Wireless Power Transfer System Using MNZ Metamaterials. Progress In Electromagnetics Research C, 2016. 68: p. 11–19.
25. Hajimiri, A., et al., Dynamic Focusing of Large Arrays for Wireless Power Transfer and Beyond. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 2021. 56 (7): p. 2077–2101.
26. Kashyap, S., Björnson, E., and Larsson, E.G. Can wireless power transfer benefit from large transmitter arrays? in 2015 IEEE Wireless Power Transfer Conference (WPTC). 2015.
27. Madzharov, N., and Iliev, D. Wireless Power Transfer System with Four Degrees of Freedom. in 2022 57th International Scientific Conference on Information, Communication and Energy Systems and Technologies (ICEST). 2022.
28. Gao, Y., et al., Beamforming Optimization for Active Intelligent Reflecting Surface-Aided SWIPT. IEEE Transactions on Wireless Communications, 2023. 22 (1): p. 362–378.
