HISTÓRICO
A história da tecnologia da transmissão de energia sem fios começa no ano de 1893 quando Nikola Tesla, cientista sérvio-americano cujos trabalhos com a eletricidade são notórios, inicia os estudos sobre transmissão de energia sem fio [ACIEEE].
Ele descobriu que, através da indução eletromagnética, pode-se transferir energia sem a necessidade de um condutor elétrico, tanto que conseguia acender lâmpadas de baixa potência com este método.
Mais tarde, em 1901, Tesla construiu um laboratório e uma torre de 60m de altura numa fazenda de batatas em Long Island, NY,
Através desta torre, ele pretendia transmitir energia para carros, aviões e até mesmo cidades sem utilizar nenhuma fiação elétrica. Infelizmente, seus estudos nessa área foram interrompidos, pois o principal financiador do projeto resolveu cortar gastos.
Torre Wardenclyffe
Somente décadas mais tarde que este estudo da indução magnética foi
retomado para transmissão de energia.
No Brasil ano de 2012 foi criado o instituto Nicola Tesla em Brasília. (vídeo)
Este instituto fundado no Brasil e localizado em Brasilia próximo ao lago Paranoá, é uma organização de pesquisas cientificas privada que tem como meta a popularização de pesquisas por novas formas de energia.
Na década de 90, criou-se carregadores de escovas de dente elétricas e
carregadores dos carros elétricos EV-1, da General Motors, utilizando este sistema [A4WP - Alliance for Wireless Power ].
No começo dos anos 2000, começam a rodar na Europa ônibus elétricos que são carregados via indução
[].
Anos mais tarde (em 2004), foi fundada a empresa WiPower, que continuou com a implementação desta tecnologia e deu um grande passo para projetos mais ambiciosos (atualmente essa empresa pertence a Qualcomm).
Entretanto, a grande mudança nesta tecnologia ocorreu em 2006, quando
Marin Soljacic
um professor-assistente do M.I.T, e seus colegas criaram um sistema de transmissão de energia sem fio com maior eficiência, graças à aplicação dos estudos de ressonância eletromagnética dos materiais envolvidos [WIT].
Logo no ano seguinte, em 2007, houve a fundação e estabelecimento da E-Coupled e das empresas PowerMat e Witricity (esta fundada por Marin Soljacic).
Marin Soljacic demonstrando a transferência de energia sem fios em 2006. [WIENR]
Em 2008, foi fundada a WPC (Wireless Power Consortium) [WPCWS], cujo objetivo era desenvolver, padronizar e tornar acessível ao grande público novos gadgets que se utilizam desta tecnologia ao qual eles atribuíram o
Simbolo da QI
nome e símbolo 'Qi'
Mais de cem grandes empresas de tecnologia são associadas a este consórcio. Em 2011 foram anunciados os primeiros celulares com receptores Qi integrados das marcas LG, Verison e NTT Docomo.
RESSONÂNCIA
A ressonância é, por definição, a frequência natural que um corpo ou sistema recebe e/ou transfere energia de forma mais eficiente.
Essa frequência é uma característica intrínseca de cada material.
Se pensarmos em sistemas mais complexos, como por exemplo, um carro, uma ponte ou uma corda de violão, observa-se a apresentação de muitas frequências naturais de vibração.
Ponte sobre o estreito de Tacoma
Caso seja dada energia a um desses sistemas em uma de suas frequências naturais de vibração, eles irão oscilar intensamente [WITBAS].
Existem vários tipos de ressonância: mecânica, elétrica, magnética, etc.
Ressonância do crânio
A ressonância magnética é gerada se a frequência de certo campo magnético for igual à frequência de ressonância magnética do corpo, então este corpo começará a vibrar.
FUNCIONAMENTO
A tecnologia de transmissão de energia wireless através da indução magnética e sistemas ressonantes
Esquema de carga sem fio
funciona de forma bem simples, pois somente necessita ter um aparelho que contenha pequenas espiras ou bobinas emissoras de campo magnético (por exemplo um carregador) e outro aparelho que tenha espiras ou bobinas receptoras deste campo.
Parte interna do carregador sem fio
O aparelho emissor deve estar conectado a uma fonte de tensão alternada para poder gerar um campo magnético variante.
O aparelho receptor, ao sofrer influência deste campo, começa a produzir corrente elétrica através do fenômeno da indução magnética[WITBAS - witricity technologies the basis].
Sabe-se que a intensidade da corrente elétrica gerada pelo efeito da indução magnética depende do valor do campo magnético, então para transferir uma quantidade maior de energia entre duas bobinas, deve-se aumentar a intensidade do campo magnético.
Mas, como o campo magnético se dispersa facilmente em todas as direções pelo ar, seria um desperdício fazer a transferência desta forma.
Porém, em novembro de 2006, um grupo de pesquisadores do M.I.T, liderado por Marin Soljacic, demonstrou que a ressonância eletromagnética seria a solução para este problema.
Isso se deve ao fato da indução poder acontecer de maneira diferente se os campos eletromagnéticos em volta das bobinas ressoarem na mesma frequência, atuando como um sistema único e acoplado, portanto,
aumentando a eficiência da transferência de energia.
 |
| Campo Magnético Variavél |
Acoplamento magnético
Ou seja, se a frequência do campo magnético variante for igual à frequência de ressonância do material, então eles atuarão como um sistema só, minimizando as perdas.
VANTAGENS E DESVANTAGENS
Além de não possuir mais as limitações causadas pelos fios condutores, a transmissão de energia wireless possui como vantagens eliminar riscos de choques elétricos (entre os dispositivos transmissor e receptor), aumentar a vida útil das baterias (e, consequentemente, dos aparelhos), ser de uso fácil para o consumidor final, poder conectar vários dispositivos em um só dispositivo emissor, viabilizar o uso de carros elétricos (não possui o contratempo dos painéis solares, por exemplo), e significativa economia de energia, pois dispositivos emissores só funcionam se detectarem dispositivos que precisam ser carregados.
Caso não haja dispositivos ou haja dispositivos, mas já carregados, ele fica em stand-by.
Enfim tem-se mostrado ser eficiente principalmente em rede domesticas pessoais e seus dispositivos.
Infelizmente esta tecnologia ainda possui consideráveis desvantagens, como alto custo, eficiência ainda baixa para distâncias maiores que 20 cm, causa pequenas interferências na área automotiva (pelo fato de operar em frequências de rádio) e, em certas frequências, pode trazer efeitos colaterais para pessoas e animais, motivo da criação do padrão IEEE C95.1-2005.
Com o objetivo de regulamentar limites de valores para determinadas frequências de campo magnético, o IEEE criou o padrão C95.1-2005 afim de evitar os efeitos colaterais destes campos magnéticos em seres humanos e animais [IEEEC95].
O padrão é aplicado para frequências de 3kHz a 300GHz em ambientes abertos à população comum e para áreas controladas.
Ele só não se aplica a pessoas sobre algum tratamento médico que utilize alguma propriedade eletromagnética.
APLICAÇÕES
A previsão é para ingressarem no mercado no segundo semestre deste ano (2012).
Muitas empresas automobilísticas estão fazendo parcerias com empresas que lidam com a tecnologia de transferência de energia sem fio para, além de colocarem carregadores dentro de seus carros, implementarem seus projetos de carros elétricos
Processo de carga por indução
Espaço para recarga
Modelo de ônibus usado nas cidades italianas de Gênova e Turim. Fazem seu percurso em uma hora e se recarregam em dez minutos (na marca branca no chão) [CWIPT][CWSIT]. Conductix Wampfier]
PERSPECTIVAS E DESAFIOS
Primeiramente, o maior desafio das empresas que lidam com esta tecnologia é aumentar o alcance e a eficiência da transferência de energia, para tornarem-na mais cômoda e potencializar a portabilidade desses dispositivos.
Também é um desafio massificar esta tecnologia, diminuir o seu ainda elevado custo, padronizar e torná-la comum em grandes cidades, hotéis, aeroportos, shoppings e lojas em geral (assim como o wi-fi).
As perspectivas são de que em alguns anos ela se popularize e se torne comum, dada a comodidade proporcionada pela ausência de fios para alimentação dos dispositivos, e que haja um maior incentivo para o uso de carros elétricos, comodidade de apenas estacionar um veículo e ele começar a carregar.
Plano de aplicações futuras
Gerando energia por satélites instalados em um gigantesco arranjo solar na órbita geosíncrona da terra e transmitindo a energia na forma de micro-ondas para a terra o sistema conhecido como Satélites de Energia Solar (SPS) é a maior aplicação para a Transmissão de energia sem fio (TESF).
Visite http://m.gizmodo.uol.com.br/energia-solar-capturada-no-espaco/
Uma outra aplicaçação para a TESF, é mover aviões livres de combustíveis, veículos elétricos livres de combustíveis, mover robots e foguetes também sem combustíveis.
Uma outra aplicação para a TESF é a fonte total de energia ou fonte de energia sem fio, sensores e circuitos retificadores adaptativos de energia de radio freqüência.
CONCLUSION
The concept of Microwave Power transmission (MPT) and Wireless Power Transmission system is presented.
The technological developments in Wireless Power Transmission (WPT), the advantages, disadvantages, biological impacts and applications of WPT are also discussed.
This concept offers greater possibilities for transmitting power with negligible losses and ease of transmission than any invention or discovery heretofore made.
Dr. Neville of NASA states "You don't need cables, pipes, or copper wires to receive power.
We can send it to you like a cell phone call - where you want it, when you want it, in real time".
We can expect with certitude that in next few years' wonders will be wrought by its applications if all the conditions are favourable. ((c)2010 International Journal of Computer Applications (0975 - 8887)Volume 1 - No. 13 )
Conclusão
O conceito de Transmissão de Potência por micro-ondas e o sistema de Transmissão de potência está apresentado.
Os desenvolvimentos tecnológicos em transmissão de potência sem fio(WPT), as vantagens, disvantagens, impactos biológicos e aplicações da WPT também foram discutidas.
O conceito oferece grandes possibilidades para a transmissão de potência com insignificantes perdas e facilidade de transmissão mais do que qualquer outra invenção ou descoberta até agora feita.
Dr. Neville da NASA states "Você não necessita de cabos, tubos ou fios de cobre para receber energia. Nós podemos enviar para voc como em uma chamada telefônica - onde você queira, quando você quiser em tempo real".
Nós podemos esperar com certeza que em poucos anos maravilhas serão executadas por estas aplicações se todas as condições forem favoráveis"
Recomendo uma visita
http://imensidaodossentidos.blogspot.com.br/2013/01/nikola-tesla.html
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