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