Avec l'essor des appareils électroniques, la demande de systèmes de transfert d'énergie sans fil a augmenté. Le besoin de recharger les véhicules électriques et les smartphones a considérablement augmenté. Même la communication mobile 5G nécessite des méthodes de transfert d'énergie sans fil à longue portée et à faible coût, avec peu ou pas de latence.
Les chercheurs du Université Sejong en Corée du Sud ont développé un nouveau système de charge laser sans fil. Le système utilise la lumière infrarouge pour transférer en toute sécurité des niveaux élevés de puissance sur des distances allant jusqu'à 30 mètres. Ce type de système de transfert de puissance optique sans fil à longue portée pourrait permettre une transmission de puissance en temps réel vers des récepteurs fixes et mobiles.
Transmettre de l'énergie sans fil par laser
La transmission d'énergie sans fil à longue portée a fait l'objet de nombreux projets de recherche, dont certains ils apparaissent également sur notre site. Cependant, il était difficile de transmettre la puissance sans fil de manière sûre et stable sur des distances de plus d'un mètre. Pour surmonter ce défi, les scientifiques ont mis au point une technique appelée "charge laser distribuée", qui attire de plus en plus l'attention car elle permet une couverture sûre et à haute puissance.
Le nouveau système de charge laser sans fil se compose d'un émetteur et d'un récepteur. Les premiers peuvent être placés dans une pièce, tandis que les seconds peuvent être intégrés dans des appareils électroniques. Lorsque l'émetteur et le récepteur sont en ligne de mire, une cavité laser se forme entre eux dans l'air, ou dans l'espace libre, ce qui permet de transmettre l'énergie lumineuse.
Que faire s'il y a un obstacle qui interrompt la ligne de visée entre l'émetteur et le récepteur ? Recevez-vous un faisceau laser? Aucun problème. Dans ce cas, le système passe automatiquement dans une sorte de "mode économique" qui abaisse la fréquence du laser afin de ne pas créer de dommages aux personnes ou aux choses qui se trouvent sur la "ligne" du faisceau.
Comment ça marche?
L'émetteur est une source d'alimentation optique qui utilise un amplificateur à fibre enrichi d'une terre rare, leerbium, et produit un faisceau lumineux infrarouge avec une longueur d'onde centrale de 1550 nm. L'unité de réception comprend un réflecteur (un système optique passif), une cellule photovoltaïque qui convertit le signal optique en énergie électrique et une LED qui s'allume lorsque l'alimentation est fournie. Ce petit récepteur, mesurant actuellement 1 cm x 1 cm, pourrait facilement être intégré dans des appareils et des capteurs.
Tests de laboratoire
Les résultats de laboratoire ont montré qu'un système de transfert de puissance optique sans fil monocanal peut fournir une puissance optique de 400 mW sur des distances jusqu'à 30 mètres. Le photovoltaïque l'a converti dans une puissance électrique de 85 mW. C'est déjà assez de puissance pour alimenter de petits capteurs, et avec un développement ultérieur, il pourrait être augmenté aux niveaux nécessaires pour charger les appareils mobiles.
Énergie sans fil par laser : applications possibles
"L'utilisation du système de charge laser pour remplacer les câbles d'alimentation dans les usines pourrait réduire les coûts de maintenance et de remplacement", a-t-il déclaré. dans un rapport Jinyong Ha, responsable de l'équipe de recherche. "Cela pourrait être particulièrement utile dans les environnements difficiles où les connexions électriques peuvent créer des interférences ou des risques d'incendie."
La prochaine étape pour l'énergie laser sans fil ? Rendre le système plus pratique, augmenter l'efficacité de la cellule photovoltaïque pour mieux convertir la lumière en électricité, développer un moyen de charger plusieurs récepteurs en même temps.
