Tesla a principios del siglo pasado propuso que la energía podría ser transmitida a cualquier parte del mundo de forma inalámbrica mediante ondas o bien sus enormes máquinas de rayos. Tesla incluso empezó a construir un enorme emisor experimental, que nunca fue terminado. Sin embargo, con los avances tecnológicos de hoy han vuelto a hablar en energía inalámbrica, a pesar de los desafíos por delante son muchos.
La idea de Nicola Tesla fue que los cables podrían ser abolidas y la energía sería transmitida a través del espacio. Nicola Tesla comenzó a trabajar en varios proyectos con este fin, destacando un enorme transmisor que funcionaba con alto voltaje (bobina Tesla), como se muestra en la Figura 1.
La idea de Tesla ahora se llama transferencia de energía inalámbrica o WPT vuelve a un primer plano con su aplicación hoy en cortas distancias directas como la carga de la batería de celulares y otros aparatos electrónicos.
La transmisión de energía a través del espacio tiene enormes problemas que hay que superar.
La primera es la dispersión de energía. Si pensamos, por ejemplo, el uso de la luz para la transmisión, vemos que se dispersa y a pocos metros de la emisora, la cantidad ya capturada se reduce demasiado.
Lo mismo ocurre con las ondas de radio, por ejemplo, un haz de microondas.
El láser es una posibilidad, pero se enfrenta el peligro de que un haz de alta energía puede ser inadvertidamente cortado por una persona o un vehículo y que se produce un desastre.
Para distancias cortas, es donde debemos comenzar, existe la posibilidad de un acoplamiento más eficiente el acoplamiento inductivo o capacitivo.
Es el principio de funcionamiento de los cargadores de móviles que se describen en otro artículo de este sitio.
El principio de funcionamiento es el mismo transformador.
Tenemos una bobina en el cargador que transmite una señal, una corriente de frecuencia media, y en el teléfono móvil u otro dispositivo para cargar, una segunda bobina que actúa como el secundario del transformador, como se muestra en la Figura 2.
Sin embargo, la gran dispersión de energía se produce por la dispersión de las líneas del campo del transmisor hace que el sistema sólo tiene un rendimiento a muy corta distancia.
El teléfono móvil, u otro dispositivo para cargar debe ser muy cerca de la bobina del cargador, como se muestra en la Figura 3.
Mientras que los sistemas inicialmente inductivos y capacitivos son los más adecuados para las aplicaciones prácticas podemos desarrollar una tabla de características.
| Tecnologia | Alcance | Diretividade | Frequencia | Antena | Aplicaciones actuales e futuras |
| Acoplamento inductivo | Pequeño | Bajo | Hz – MHz | Bobinas | Eletroeletrônicos e aquecimento industrial |
| Acoplamento inductivo ressonante | Médio | Bajo | kHz – GHz | Bobinas sintonizadas | Carga de baterías en eletroeletrônicos RFID e smartcards |
| Acoplamento capacitivo | Pequeño | Bajo | kHz – MHz | Electrodos | |
| Acoplamento Magnetodinâmico | Pequeño | N.A. | Hz | Ímãs Rotativos | |
| Micro-ondas | Longo | Alta | GHz | Antenas Parabólicas | Alimentación de satélites, drones. |
| Luz | Longo | Alta | THz | Lasers, Fotocélulas e Lentes | Drones, aeronaves, satélites |
Tecnología rango de frecuencia de directividad de antena aplicaciones actuales y futuras
Pequeño acoplamiento inductivo bajo Hz - Electrónica MHz Bobinas y calefacción industrial
Resonante acoplamiento inductivo Medio kHz Baja - bobinas GHz sintonizados baterías de carga que haya en RFID electrónica y tarjetas inteligentes
El acoplamiento capacitivo Pequeño baja kHz - Electrodos MHz
carga de la batería en dispositivos portátiles, tarjetas inteligentes
Acoplasmento Magnetodinâmico Pequeño N. A. Hz Imanes Rotary
Carga de los vehículos eléctricos, los implantes.
Microondas largas de alta GHz satélite Dish Alimentos por satélites, aviones no tripulados.
Luz larga de alta ?THz láseres, fotocélulas y lentes de aviones no tripulados, aviones, satélites
La figura 4 es un circuito típico de in cargador inalámbrico en la parte receptora.
Desafíos
La idea de la eliminación directa de los cables pasa a tener una mayor adopción en los teléfonos móviles que pronto dejará de utilizar cables de conexión para este fin.
La mayoría de los nuevos modelos de teléfonos móviles ya tienen capacidades de carga inalámbrica, sólo tiene que apoyar en el cargador.
En el propio vehículo, el cargador conectado a la salida de cigarrillos ya de ser eliminado con el teléfono sencillo aprobado oficialmente el sitio de carga, como se muestra en la Figura 5.
Sin embargo, algunos problemas se deben superar cuando se considera un cargador inalámbrico en un ambiente ruidoso, como un vehículo.
Una de ellas es la interferencia (EMC) que puede ocurrir y afectar el rendimiento del circuito. Además, la propia potencia del circuito transmisor produce radiación que puede afectar a los circuitos de accionamiento.
Otro problema es la variación de la temperatura dentro de un automóvil alcanza valores altos.
Sin embargo, todo esto ya tiene soluciones y los cables se eliminan hasta que se convierten en una cosa del pasado.