Bienvenido a la era de la electricidad inalámbrica

Bienvenido a la era de la electricidad inalámbrica

3 septiembre, 2021 Desactivado Por Alejandro

Bienvenido a la era de la electricidad inalámbrica

La visión del planeta de Nikola Tesla se encuentra a punto de hacerse realidad.

Joonas kääriäinen / pexels

La electricidad inalámbrica es un sueño de 100 años que podría transformarse en verdad en los próximos años. La llegada de la carga inalámbrica, los vehículos eléctricos, 5G y la necesidad de una mayor sostenibilidad han impulsado el desarrollo de una tecnología de transmisión inalámbrica completamente operativa en distintas partes del planeta.



Desde America’s Wave Inc. hasta Space Power Technologies, con ubicación en Japón, y la startup de energía de Nueva Zelanda Emrod, hay varias empresas que hoy en dia están trabajando en tecnología de transmisión de energía inalámbrica. igualmente se han iniciado evidencias de campo para varios equipos, y será fascinante ver quién es el primero en esta carrera para ofrecer una solución de electricidad inalámbrica eficiente, económica y viable.     

La historia y la ciencia detrás de la comunicación de energía inalámbrica 

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Fuente: Limor Zellermayer / Unsplash

Anteriormente de adentrarnos en las distintas iniciativas revolucionarias vinculadas con la electricidad inalámbrica, es notable entender su origen y el concepto subyacente detrás de esta tecnología que la convierte en una opción confiable para las necesidades futuras de energía.

En el año 1891, el inventor serbio-estadounidense Nikola Tesla diseñó la bobina esla , un mecanismo único que funcionaba según el comienzo de resonancia eléctrica y podía transmitir electricidad sin cables. en cambio, la bobina podía conducir electricidad de forma inalámbrica solo en distancias cortas y, a causa de su potencial restringido, no resultó ser una aplicación práctica para la transferencia de electricidad inalámbrica.  
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Nikola Tesla. Fuente:  Tonnelé and Co./Wikiemedia Commons

Tesla aun se encontraba obsesionado con su idea de la energía inalámbrica, así pues en los años siguientes trabajó en la edificación de una estación de energía que pudiera conducir la transmisión de energía inalámbrica de alto voltaje (WPT) . Por medio de esta experimentación, Tesla poseía como objetivo transmitir mensajes de forma inalámbrica a largas distancias, usando una sucesión de torres situadas estratégicamente o un sistema de globos suspendidos.

Edificó una estación de transmisión inalámbrica en Long Island (llamada Tesla o Wardenclyffe Tower) que afirmaba que podía probar que era factible la comunicación de electricidad inalámbrica de largo alcance. Desafortunadamente, el inversor JP Morgan se negó a suministrar más fondos para sus ensayos, y el plan se cerró en 1906 y después se demolió.

Nikola Tesla pudo haber muerto en 1943 con su sueño de electricidad inalámbrica inacabado, pero en los últimos 100 años, una sucesión de  ensayos y investigaciones prueban que el genio inventor pudo haber estado en el camino correcto en su enfoque de usar la tierra en vez de cables. como medio para transmitir energía inalámbrica . 

En el presente, se están desarrollando diversos procedimientos de transmisión de energía inalámbrica y se están ejecutando investigaciones para implementarlos a gran nivel: 

  • Transmisión satelital solar

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Fuente: NASA / Unsplash

Este es un procedimiento prometedor que incluye el uso de satélites de energía solar colocados en órbita terrestre alta. El satélite transformaría la luz del sol en energía; esta energía está compuesta por microondas. Estos mensajes de microondas después se transmitirían a una antena en el suelo oa una estación de red principal.

Desde allí, las señales se transferirían a una estación de red base, que transformaría las microondas en electricidad de CC. En la estación de la red, la electricidad además se transformaría en paquetes de energía, semejantes a los paquetes de datos de Internet, que se transmitirían a hogares individuales y se almacenarían en un receptor de energía. 

Hace poco, Caltech comunicó que el miembro de la junta Donald Bren, quien además es propietario de la firma de inversión inmobiliaria Irvine Company, donará $ 100 millones para el Plan de Energía Solar Espacial de Caltech (SSPP). Este ambicioso plan tiene como objetivo establecer una red de energía inalámbrica satelital y fundada en microondas que pueda suministrar energía de forma constante en cualquier sitio de la tierra.

  • Transmisión de potencia por microondas

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Fuente: Daniel Clay / Unsplash

En este procedimiento, la radiación de microondas se transforma en energía eléctrica de CC con la auxilio de un receptor de microondas y un rectificador de CC. La mayor eficiencia conseguida con la comunicación de potencia de microondas era 84%, que se registra en 1975 ,  por un equipo en Japón, pero  los equipos con mayor potencia de salida han tenido eficiencias inferiores. El próximo objetivo sería lograr una transferencia de energía de alta eficiencia a largas distancias.

Un estudio publicada en agosto de 2021 en la Universidad de Tsukuba, Japón, revela que la radiación de microondas de alta energía puede actuar como una fuente inalámbrica eficiente de energía para proyectar cohetes al cosmos. Cuando se envía un cohete al cosmos, el combustible simboliza mas o menos el 90% de su peso, esta carga se puede suprimir por medio el uso de esta tecnología de energía inalámbrica fundada en microondas. 

  • Transmisión láser

Se ha comprobado que los convertidores de CC a láser más eficientes son diodos láser de estado sólido como los que se usan comercialmente en la comunicación por fibra óptica y láser de cosmos libre. La comunicación láser permite que un receptor fotovoltaico reciba rayos láser y genere energía eléctrica a partir de los mismos. El mérito de la comunicación de potencia fundada en láser es que los rayos láser se pueden dominar más fácilmente para la comunicación eléctrica inalámbrica de largo alcance.

La energía inalámbrica ya no es un sueño para Nueva Zelanda

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Fuente: Samuel Ferrara / Unsplash

La startup de energía Emrod pronto probará un prototipo de configuración de infraestructura de energía inalámbrica en Nueva Zelanda. Si la evidencia tiene éxito, esto sería un vasto impulso para los proyectos del gobierno de Nueva Zelanda para configurar la comunicación de energía inalámbrica en todo el país.   

Emrod ha diseñado una tecnología de teleenergía única que utiliza una red inalámbrica de antenas y rectennas (antenas rectificadoras) que transportan energía en forma de ondas electromagnéticas de largo alcance de un lugar a otro. Al comienzo, la electricidad se conduce por medio de antenas en forma de haz no ionizante, con una frecuencia similar a las ondas de radio. 

Según la compañía, una «cortina de seguridad láser de baja potencia garantiza que el rayo de transmisión se apague inmediatamente anteriormente de que cualquier objeto transitorio (como un pájaro o un helicóptero) pueda alcanzar el rayo principal, lo que garantiza que jamás toque nada excepto aire limpio».

Emrod asevera que esta tecnología se adapta bien al suelo montañoso de Nueva Zelanda y puede soportar las distintas circunstancias climáticas de la zona. La tecnología de transferencia de electricidad inalámbrica fundada en rectenna además se entiende una bendición para las áreas donde las redes eléctricas tradicionales no se pueden instalar a causa de restricciones financieras o geográficas.

Si bien el plan cuenta con el respaldo del gobierno de Nueva Zelanda, el CEO de Emrod, Greg Kushnir, anticipa que los individuos podrían oponerse a la electricidad inalámbrica de la misma forma que son escépticas sobre la tecnología 5G. Él piensa que el autentico desafío relacionado con este plan es asegurarle a las personas que la electricidad inalámbrica de Emrod no produce ninguna radiación dañina.

Emrod además tiene una oficina en Boston y hay una gran probabilidad de que el próximo plan de electricidad inalámbrica de la compañía se lleve a cabo en Estados Unidos. 

Algunas diferentes iniciativas innovadoras para la comunicación de energía inalámbrica

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Fuente: Donald Giannatti / Unsplash

La nueva década de la demanda del siglo XXI de soluciones energéticas limpias e ilimitadas. La electricidad inalámbrica que se erige como una gran alternativa a las fuentes de energía tradicionales tiene el potencial de revolucionar el sector de la energía limpia. Esta es además la razón por la que se están produciendo tantos desarrollos fascinantes en el segmento WPT: 

  • Wireless Advanced Vehicle Electrification (WAVE) es una empresa de tecnología estadounidense que fabrica soluciones de energía inalámbrica para vehículos eléctricos de potencia media y alta. Los equipos de carga proporcionados por Wave se pueden instalar bajo el suelo, debajo de carreteras o en áreas de estacionamiento, y pueden entregar energía inalámbrica de hasta 1 megavatio. 
    Informes recientes insinúan que el próximo camión eléctrico de Tesla, Semi, podría usar la tecnología de carga inalámbrica inductiva de Wave para satisfacer sus solicitudes de energía. 
  • Beyond Earth es un instituto de investigación sin fines de lucro que ha sugerido la imagen de establecer un sistema de transmisión de energía por satélite solar totalmente funcional. El instituto asevera que el sistema inalámbrico sugerido podría propulsar aplicaciones industriales en la tierra, al igual que tareas humanas en la luna. 

    El sistema de energía sugerido tendría dos unidades principales; un satélite solar espacial que recibiría energía del sol y la procesaría por medio de sus fotovoltaicas, concentradores y subunidades de WPT, y un receptor de rectenna que transmitiría energía a la tierra o la luna según el requisito.
    El instituto recomienda la finalización del sistema de energía inalámbrico basado en satélites solares sugerido para el año 2030 .
  • El Departamento de Transporte de Indiana (INDOT) se ha relacionado con la Universidad de Purdue y la empresa de cemento alemana Magment para probar carreteras de cemento magnético que podrían cargar vehículos eléctricos mientras se desplazan por ellas. En la primera fase, Purdue realizará evidencias de laboratorio para afirmar la viabilidad de las carreteras magnetizadas propuestas. 

    Una vez aprobada por la universidad, se construiría una carretera de evidencia de 400 metros (1312 pies) usando el cemento magnético de Magment y después se realizarían evidencias en la carretera con camiones de 200 kW. Si las evidencias resultan exitosas, el estado utilizará más la tecnología para desarrollar las vías públicas.
    Este plan de carga inalámbrica terrestre es porción de la Idea ASPIRE (Promoción de la sostenibilidad por medio de la infraestructura energética para la electrificación de carreteras) respaldada por la National Science Foundation y bastantes diferentes institutos públicos y privados.
  • WiTricity, una empresa con ubicación en EE. UU., igualmente está trabajando en una tecnología de estacionamiento y carga que tiene como objetivo cargar vehículos eléctricos por medio de resonadores magnéticos mientras los vehículos están estacionados. 

Al lado con IoT e IA, la comunicación de energía inalámbrica además es un desarrollo tecnológico inevitable que la sociedad experimentaría en un nivel totalmente reciente en los próximos años. 

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