Con el auge de los dispositivos electrónicos, ha crecido la demanda de sistemas inalámbricos de transferencia de energía. La necesidad de recargar vehículos eléctricos y smartphones ha aumentado significativamente. Incluso la comunicación móvil 5G requiere métodos de transferencia de energía inalámbrica de largo alcance y bajo costo, con poca o ninguna latencia.
Los investigadores de la Universidad Sejong en Corea del Sur han desarrollado un nuevo sistema inalámbrico de carga láser. El sistema utiliza luz infrarroja para transferir de forma segura altos niveles de potencia a distancias de hasta 30 metros. Este tipo de sistema de transferencia de energía inalámbrico óptico de largo alcance podría permitir la transmisión de energía en tiempo real a receptores fijos y móviles.
Transmite energía inalámbrica a través de láser
La transmisión inalámbrica de energía de largo alcance ha sido objeto de numerosos proyectos de investigación, algunos de ellos también aparecen en nuestro sitio. Sin embargo, era difícil transmitir energía inalámbrica de forma segura y estable a distancias de más de un metro. Para superar esta dificultad, los científicos han perfeccionado una técnica llamada "carga láser distribuida", que está ganando cada vez más atención porque permite una cobertura segura y de alta potencia.
El nuevo sistema de carga láser inalámbrico consta de un transmisor y un receptor. El primero se puede colocar en una habitación, mientras que el segundo se puede integrar en dispositivos electrónicos. Cuando el transmisor y el receptor están en la línea de visión, se forma una cavidad láser entre ellos en el aire, o en el espacio libre, que permite que se transmita la energía de la luz.
¿Qué pasa si hay un obstáculo que interrumpe la línea de visión entre el transmisor y el receptor? ¿Tienes un rayo láser? No hay problema. En ese caso, el sistema cambia automáticamente a una especie de "modo económico" que reduce la frecuencia del láser para no crear ningún daño a las personas o cosas que están en la "línea" del rayo.
¿Cómo funciona?
El transmisor es una fuente de energía óptica que utiliza un amplificador de fibra enriquecido con una tierra rara, laerbio, y produce un haz de luz infrarroja con una longitud de onda central de 1550 nm. La unidad receptora incluye un reflector (un sistema óptico pasivo), una celda fotovoltaica que convierte la señal óptica en energía eléctrica y un LED que se enciende cuando se suministra energía. Este pequeño receptor, que actualmente mide 1 cm x 1 cm, podría integrarse fácilmente en dispositivos y sensores.
Pruebas de laboratorio
Los resultados de laboratorio mostraron que un sistema inalámbrico de transferencia de potencia óptica de un solo canal puede entregar una potencia óptica de 400 mW en distancias de hasta 30 metros. La fotovoltaica lo ha convertido en una potencia eléctrica de 85 mW. Ya es suficiente energía para alimentar sensores pequeños y, con un mayor desarrollo, podría aumentarse a los niveles necesarios para cargar dispositivos móviles.
Energía inalámbrica vía láser: posibles aplicaciones
"Usar el sistema de carga láser para reemplazar los cables de alimentación en las fábricas podría ahorrar costos de mantenimiento y reemplazo", dice. en una oracion Jinyong Ha, líder del equipo de investigación. "Podría ser particularmente útil en entornos hostiles donde las conexiones eléctricas pueden crear interferencias o riesgos de incendio".
¿El siguiente paso para la energía láser inalámbrica? Haga que el sistema sea más práctico, aumente la eficiencia de la celda fotovoltaica para convertir mejor la luz en electricidad, desarrolle una forma de cargar múltiples receptores al mismo tiempo.
