Wissenschaftler der Sejong University (Südkorea) haben eine Technologie zur drahtlosen Energieübertragung mit einem Infrarotlaser vorgeschlagen. In der aktuellen Implementierung beträgt die Reichweite des Systems 30 m und die Sendeleistung ist auf nur 400 mW begrenzt, aber die Technologie ist skalierbar und ihre Praktikabilität kann verbessert werden.
Der Leiter der Forschungsgruppe, Jin Yong Ha, stellte fest, dass das von seinem Team entwickelte System bereits zur Stromversorgung verschiedener Sensoren eingesetzt werden kann – Komponenten des Internets der Dinge oder Sensoren in Fertigungsunternehmen. Und mit der Weiterentwicklung kann die Technologie auf ein Niveau gebracht werden, das das Laden moderner mobiler Geräte ermöglicht: Smartphones und Tablets.
Basis des Systems war ein Erbium-Laser-Emitter, der einen Strahl mit einer Wellenlänge von 1550 nm erzeugt – dieser Bereich gilt als der sicherste, da er bei der im Projekt verwendeten Betriebsleistung keine Gefahr für menschliche Augen und Haut darstellt. Der Empfänger ist mit einem Retroreflektor mit einer sphärischen Linse ausgestattet - sie erhöhen die Effizienz bei der Energieübertragung. Erkennt das System zudem Hindernisse im Strahlengang, schaltet der Sender in einen Energiesparmodus.
Koreanische Wissenschaftler haben einen Prototyp des Systems gebaut, das die Energieübertragung über eine Entfernung von 30 m gewährleistet. Ausgestattet mit einem Retroreflektor und der Umwandlung eines optischen Signals in Strom durch eine Photovoltaikzelle stellte sich heraus, dass der Empfänger nur 10 × 10 mm groß war Größe - ein solches Modul lässt sich einfach in Sensoren oder Mobilgeräte integrieren. Die Photovoltaikzelle sorgte für die Umwandlung des ankommenden optischen Signals mit einer Leistung von 400 mW in eine elektrische Leistung von 85 kW. Die Forscher zeigten außerdem, dass das System automatisch in den Energiesparmodus wechselt, wenn die Sichtlinie durch eine Hand blockiert wird.
Künftig wollen die Autoren der Entwicklung den Wirkungsgrad der Photovoltaikzelle steigern und den Betrieb mehrerer Empfänger an einem Sender sicherstellen. In der Praxis, so sind sich die Wissenschaftler sicher, wird die Erfindung sowohl zum Laden mobiler Geräte als auch zur Stromversorgung von Verbrauchern nützlich sein, die aus verschiedenen Gründen nur schwer an ein herkömmliches Stromnetz angeschlossen werden können.
2022-08-31 09:43:09
Autor: Vitalii Babkin