Ingenieure der Aalto-Universität haben einen effizienteren Weg entwickelt, kabellos über große Entfernungen Energie zu übertragen. Durch die Optimierung der Interaktion zwischen den Antennen, die die Energie senden und empfangen, und unter Verwendung des Phänomens der “Strahlungsunterdrückung” haben sie ein besseres theoretisches Verständnis für die kabellose Energieübertragung im Vergleich zum herkömmlichen induktiven Ansatz erreicht – ein bedeutender Fortschritt in diesem Bereich.
Hohe Effizienz über lange Entfernungen
Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass die hohe Effizienz der Energieübertragung über kurze Entfernungen, beispielsweise durch Induktionspads, auch über lange Entfernungen aufrechterhalten werden kann. Dies wird durch die Unterdrückung des Strahlungswiderstands der Loop-Antennen erreicht, die die Energie senden und empfangen.
Strahlungsunterdrückung als Schlüsselmechanismus
Die Forscher haben herausgefunden, dass die Strahlungsunterdrückung der Schlüsselmechanismus ist, der die Effizienz der Energieübertragung steigert. Wenn die Ströme in den Loop-Antennen gleiche Amplituden und entgegengesetzte Phasen haben, kann der Verlust durch Strahlung aufgehoben werden, wodurch die Effizienz gesteigert wird.
Neue dynamische Theorie für kabelloses Laden
Das Team hat eine neue dynamische Theorie für das kabellose Laden entwickelt, die sich sowohl mit Nah- (nicht-strahlenden) als auch Fern- (strahlenden) Entfernungen und Bedingungen befasst. Dadurch können kabellose Ladegeräte optimiert werden, unabhängig von der Entfernung.
Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten
Kabellose Energieübertragung ist nicht nur für Handys und Gadgets wichtig, sondern kann auch biomedizinische Implantate mit begrenzter Batteriekapazität unterstützen. Die Forschung von Ha-Van und seinem Team berücksichtigt auch Hindernisse wie menschliches Gewebe, die das kabellose Laden beeinträchtigen könnten.
Zukunftsaussichten
Die Forscher haben eine Methode entwickelt, um jedes drahtlose Energieübertragungssystem mathematisch oder experimentell zu analysieren. Dies ermöglicht eine umfassendere Bewertung der Effizienz der Energieübertragung, sowohl in der Nähe als auch bei großen Entfernungen, was bisher noch nicht umgesetzt wurde. Dank dieser Erkenntnisse können kabellose Ladesysteme in der Zukunft noch effizienter und leistungsfähiger werden.
Quelle: https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.20.014044
