Jumat, 19 Juli 2013

materu kuliah


WIRELESS POWER TRANSMISSION
Dalam tulisan ini membahas  konsep daya transmisi tanpa menggunakan kabel yaitu, transmisi listrik sebagai gelombang mikro dari satu tempat yang lain adalah dalam rangka untuk mengurangi transmisi dan distribusi kerugian. Konsep ini dikenal sebagai Microwave Daya transmisi(MPT). Kami juga membahas perkembangan teknologi dalam Transmisi Power Wireless (WPT). Keuntungan, kerugian, dampak biologis dan aplikasi WPT adalah juga disajikan.
Kata Kunci Microwave Daya transmisi (MPT), Nikola Tesla, Rectenna, Satelit Solar Power (SPS), transmisi daya nirkabel (WPT).
1. PENDAHULUAN
Salah satu isu utama dalam sistem tenaga adalah kerugian terjadi selama transmisi dan distribusi tenaga listrik. Sebagai permintaan meningkat dari hari ke hari, meningkat pembangkit listrik dan daya yang hilang juga meningkat. Jumlah utama hilangnya daya terjadi selama transmisi dan distribusi. Persentase kerugian daya selama transmisi dan distribusi diperkirakan sebagai 26%. Alasan utama untuk kerugian daya selama transmisi dan distribusi adalah resistensi dari kabel yang digunakan untuk grid. Efisiensi transmisi daya dapat ditingkatkan untuk tingkat tertentu dengan menggunakan kekuatan tinggi komposit atas kepala konduktor dan bawah tanah kabel yang menggunakan temperatur super tinggi konduktor. Tapi, yang transmisi masih tidak efisien. Menurut Sumber Daya Dunia Institute (WRI), jaringan listrik India memiliki tertinggi kerugian transmisi dan distribusi di dunia – kekalahan 27%. Nomor yang diterbitkan oleh berbagai instansi pemerintah India menempatkan jumlah tersebut sebesar 30%, 40% dan lebih besar dari 40%. Ini dikaitkan dengan kerugian teknis (inefisiensi grid) dan pencurian [1]. Setiap masalah dapat diselesaikan dengan teknologi state-of-the-art. Itu masalah di atas dibahas dapat diselesaikan dengan memilih alternative pilihan untuk transmisi daya yang dapat memberikan jauh lebih tinggi efisiensi, biaya transmisi rendah dan menghindari pencurian listrik. Microwave Transmisi Daya adalah salah satu yang menjanjikan teknologi dan mungkin menjadi alternatif yang benar untuk efisien transmisi listrik.
2. TRANSMISI DAYA WIRELESS
Nikola Tesla dia yang menemukan radio dan menunjukkan kepada kita ia memang "Bapak Wireless". Nikola Tesla adalah salah satu yang pertama kali dikandung ide Power Transmisi Wireless dan menunjukkan " transmisi energi listrik tanpa kabel "yang tergantung pada konduktivitas listrik sedini 1891 [2]. Pada tahun 1893, Tesla menunjukkan pencahayaan lampu vakum tanpa menggunakan kabel untuk transmisi listrik di World Columbian Exposition di Chicago. Menara Wardenclyffe ditunjukkan pada Gambar 1 adalah dirancang dan dibangun oleh Tesla terutama untuk nirkabel transmisi daya listrik daripada telegrafi [3]. Figure1.The 187 kaki Menara Wardenclyffe  (Tesla Tower)
Pada tahun 1904, sebuah kapal pesawat motor 0,1 tenaga kuda didorong oleh transmisi daya melalui ruang dari jarak minimal 100 meter [4]. Pada tahun 1961, Brown diterbitkan pertama kertas mengusulkan microwave energi untuk transmisi listrik, dan pada tahun 1964 ia menunjukkan microwave bertenaga model helikopter yang menerima semua kekuasaan
yang diperlukan untuk terbang dari sinar microwave di 2,45 GHz [5] dari kisaran 2.4GHz - 2,5 GHz frekuensi band yang disediakan © 2010 International Journal of Aplikasi Komputer (0975-8887) Volume 1 - Nomor 13 101 untuk Industri, Ilmiah, dan Medis (ISM). Percobaan di transmisi listrik tanpa kabel di kisaran puluhan kilowatt telah dilakukan di Goldstone di California pada 1975 [6] dan di Grand Bassin di Pulau Reunion pada tahun 1997 [7]. Itu Percobaan MPT pertama di dunia di ionosfer disebut MINIX (Microwave Ionosfer Non-linear Interaksi Percobaan) roket percobaan ditunjukkan pada tahun 1983 di Jepang [8]. Demikian pula, bahan bakar pesawat gratis pertama di dunia didukung oleh energi gelombang mikro dari tanah dilaporkan pada tahun 1987 di Kanada. Sistem ini disebut SHARP (Stationary Tinggi - Altitude Relay Platform) [9]. Pada tahun 2003, Dryden Flight Research Centre NASA menunjukkan Laser didukung pesawat model dalam ruangan. Jepang mengusulkan nirkabel pengisian kendaraan bermotor listrik dengan Microwave Daya Transmisi pada tahun 2004. Powercast, sebuah perusahaan baru yang diperkenalkan Teknologi transfer daya nirkabel menggunakan energi RF pada 2007 Consumer Electronics Show [10]. Sebuah kelompok riset fisika, dipimpin oleh Prof Marin Soljacic, di Massachusetts Institute teknologi (MIT) menunjukkan nirkabel powering bola lampu 60W dengan Efisiensi 40% pada 2m (7ft) jarak menggunakan dua 60cm-diameter kumparan pada tahun 2007 [11]. Baru pada tahun 2008, Intel direproduksi MIT eksperimen kelompok dengan nirkabel menyalakan bola lampu dengan 75% efisiensi pada jarak yang lebih pendek [12].
2.2 Power Wireless Sistem Transmisi
William C. Brown, pelopor dalam transmisi daya nirkabel teknologi, telah merancang, mengembangkan unit dan menunjukkan kepada menunjukkan bagaimana kekuasaan dapat ditransfer melalui ruang bebas oleh microwave. Konsep Power Wireless Sistem Transmisi dijelaskan dengan diagram blok fungsional yang ditunjukkan pada Gambar 2. Di sisi transmisi, sumber daya microwave menghasilkan daya microwave dan output daya dikendalikan oleh elektronik sirkuit kontrol. Gelombang panduan ferit circulator yang melindungi sumber gelombang mikro dari kekuasaan tercermin terhubung dengan sumber daya microwave melalui Coax - Pandu Adaptor. Tuner sesuai dengan impedansi antara antena pemancar dan sumber microwave. Sinyal dilemahkan akan kemudian dipisahkan berdasarkan arah propagasi sinyal dengan Coupler Directional. Antena pemancar memancarkan daya seragam melalui ruang bebas untuk Rectenna. Di sisi penerimaan, Rectenna menerima daya yang ditransmisikan dan mengubah daya microwave menjadi daya DC. Impedansi pencocokan sirkuit dan filter disediakan untuk pengaturan output impedansi dari sumber sinyal sama dengan sirkuit meluruskan. Itu perbaikan sirkuit terdiri dari dioda penghalang Schottky mengkonversi kekuatan microwave diterima menjadi daya DC.
2.3 Komponen Sistem WPT
Komponen utama dari Transmisi Power Wireless Microwave Generator, Antena pemancar dan Menerima antena (Rectenna). Komponen dijelaskan dalam bab ini.
2.3.1Microwave Generator
Microwave perangkat transmisi diklasifikasikan sebagai Microwave Vacuum Tabung (magnetron, klystron, Travelling Gelombang Tabung (TWT), dan Microwave Power Modul (MPM)) dan Semikonduktor pemancar Microwave (GaAs MESFET, GaN pHEMT, SiC MESFET, AlGaN / GaN HFET, dan InGaAs). Magnetron banyak digunakan untuk eksperimentasi WPT. Itu transmisi microwave sering menggunakan 2.45GHz atau 5.8GHz ISM Band. Pilihan lain adalah frekuensi 8,5 GHz [13], 10 GHz [14] dan 35 GHz [15]. Efisiensi tertinggi lebih dari 90% dicapai pada 2.45 GHz antara semua frekuensi [15].
2.3.2 Mengirimkan Antena
The slotted wave guide antena, microstrip patch antena, dan parabola antena parabola adalah jenis yang paling populer transmisi antena. The slotted waveguide antena sangat ideal untuk kekuasaan transmisi karena efisiensi aperture tinggi (> 95%) dan tinggi kemampuan penanganan daya.
2.3.3 Rectenna
Konsepnya, nama 'Rectenna' dan Rectenna dikandung oleh W.C. Brown dari Raytheon Company pada awal 1960-an [16]. The Rectenna adalah elemen pasif terdiri dari antena, meluruskan sirkuit dengan low pass filter antara antena dan meluruskan dioda. Antena yang digunakan dalam Rectenna mungkin dipol, Yagi - Uda, microstrip atau parabola antena parabola. Patch antena dipole mencapai efisiensi tertinggi di antara semua. Kinerja berbagai dicetak Rectenna ditunjukkan pada Tabel I. Schottky barrier dioda (GaAs-W, Si, dan GaAs) biasanya digunakan dalam meluruskan sirkuit karena cepatnya waktu pemulihan reverse dan jauh lebih rendah drop tegangan maju dan karakteristik RF yang baik. The Rectenna efisiensi untuk berbagai dioda pada frekuensi yang berbeda ditunjukkan pada Tabel II.

3. KEUNTUNGAN, KERUGIAN, DAN DAMPAK DARI Biological WPT
3.1 Keuntungan
Sistem transmisi daya nirkabel benar-benar akan menghilangkan kabel yang ada tegangan tinggi listrik saluran transmisi, menara dan sub stasiun antara stasiun pembangkit dan konsumen dan memfasilitasi interkoneksi pembangkit listrik pada skala global. Ia memiliki lebih banyak kebebasan pilihan dari kedua penerima dan pemancar. Pemancar bahkan mobile dan penerima dapat dipilih untuk sistem WPT. Biaya transmisi dan distribusi menjadi kurang dan biaya energi listrik bagi konsumen juga akan berkurang. Kekuatan dapat ditularkan ke tempat-tempat di mana transmisi kabel tidak mungkin. Hilangnya transmisi adalah tingkat diabaikan dalam Transmisi Power Wireless, karena itu, efisiensi metode ini sangat jauh lebih tinggi daripada kabel transmisi. Daya yang tersedia di Rectenna selama WPT yang beroperasi. Kegagalan listrik akibat korsleting dan kesalahan pada kabel tidak akan pernah ada dalam pencurian transmisi dan kekuasaan akan menjadi tidak mungkin sama sekali.
3.2 Kekurangan
Biaya modal untuk implementasi praktis dari WPT tampaknya sangat tinggi dan kelemahan lain dari konsep gangguan microwave dengan sistem komunikasi ini.
3.3 Dampak Biologi

Kepercayaan umum takut efek radiasi gelombang mikro. Tapi penelitian dalam domain ini berulang kali membuktikan bahwa microwave Tingkat radiasi akan pernah lebih tinggi dari dosis yang diterima sementara membuka pintu oven microwave, yang berarti sedikit highe

Tidak ada komentar:

Posting Komentar