Com o aumento dos dispositivos eletrônicos, a demanda por sistemas de transferência de energia sem fio cresceu. A necessidade de carregar veículos elétricos e smartphones aumentou significativamente. A comunicação móvel 5G também requer métodos de transferência de energia sem fio de longo alcance e baixo custo, com pouca ou nenhuma latência.
Os pesquisadores do Universidade de Sejong na Coréia do Sul desenvolveram um novo sistema de carregamento a laser sem fio. O sistema usa luz infravermelha para transferir com segurança altos níveis de potência em distâncias de até 30 metros. Este tipo de sistema óptico de transferência de energia sem fio de longo alcance pode permitir a transmissão de energia em tempo real para receptores fixos e móveis.
Transmitir energia sem fio via laser
A transmissão de energia sem fio de longo alcance tem sido objeto de inúmeros projetos de pesquisa, alguns deles eles também aparecem em nosso site. No entanto, tem sido difícil transmitir energia sem fio de forma segura e estável em distâncias superiores a um metro. Para superar essa dificuldade, os cientistas aperfeiçoaram uma técnica chamada “carregamento distribuído de laser”, que vem ganhando cada vez mais atenção porque permite uma cobertura segura e de alta potência.
O novo sistema de carregamento a laser sem fio consiste em um transmissor e um receptor. O primeiro pode ser colocado numa sala, enquanto o segundo pode ser integrado em dispositivos eletrónicos. Quando o transmissor e o receptor estão na linha de visão, uma cavidade de laser se forma entre eles no ar ou no espaço livre, o que permite a transmissão da energia luminosa.
E se houver um obstáculo que interrompa a linha de visão entre o transmissor e o receptor? Ele é pego por um raio laser? Sem problemas. Nesse caso, o sistema muda automaticamente para uma espécie de “modo de economia” que diminui a frequência do laser para não causar danos a pessoas ou coisas que estejam na “linha” do feixe.
Como isso funciona?
O transmissor é uma fonte de energia óptica que utiliza um amplificador de fibra complementado com um elemento de terra rara, oérbio, e produz um feixe de luz infravermelha com comprimento de onda central de 1550 nm. A unidade receptora inclui um refletor (um sistema óptico passivo), uma célula fotovoltaica que converte o sinal óptico em energia elétrica e um LED que acende quando a energia é fornecida. Este pequeno receptor, medindo atualmente 1cm x 1cm, poderia ser facilmente integrado em dispositivos e sensores.
Testes laboratoriais
Os resultados de laboratório mostraram que um sistema de transferência de potência óptica sem fio de canal único pode fornecer uma potência óptica de 400 mW em distâncias de até 30 metros. A energia fotovoltaica a converteu em uma potência elétrica de 85 mW. Já é energia suficiente para alimentar pequenos sensores e, com mais desenvolvimento, pode ser aumentada para os níveis necessários para carregar dispositivos móveis.
Energia sem fio via laser: aplicações possíveis
“Usar o sistema de carregamento a laser para substituir cabos de energia nas fábricas poderia economizar custos de manutenção e substituição”, diz ele em um comunicado Jinyong Ha, líder da equipe de pesquisa. “Pode ser particularmente útil em ambientes agressivos onde as conexões elétricas podem criar interferências ou riscos de incêndio.”
O próximo passo para energia laser sem fio? Tornar o sistema mais prático, aumentar a eficiência da célula fotovoltaica para melhor converter a luz em energia elétrica, desenvolver uma forma de carregar vários receptores ao mesmo tempo.
