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El aprovechamiento de la Energía de RF

¿Por qué la energía invertida en la radiación de RF no ser cosechado completamente? ¿Cuáles son los principales factores que afectan a este? Es allí cualquier investigación importante en la actualidad que describe este proceso? Yo estoy de pie en la conclusión: "mueve la Energía de una forma a otra.", pero en este caso ¿por qué no puede ser cosechada en que la cantidad a utilizar para la alimentación de baja potencia de los dispositivos o almacenar en cantidades significativas en algunas baterías para su uso posterior? ¿Por qué no es rentable hoy en día y por qué es que no se utiliza hoy en día como la energía del agua, del viento y de otras fuentes de energía?

diagram of RF energy harvesting system

43voto

ianb Puntos 659

Considere la posibilidad de una antena que convierte toda la energía eléctrica de una potencia oscilador electromagnético de transmisión de radio. Digamos de 1 vatio se alimenta a la antena y 1 watt es la emisión de ondas de radio de potencia.

Que el poder se sumió en la mayoría de las direcciones; igual que una bombilla emite energía de la luz en (casi) todas las direcciones. La bombilla no es sólo un ejemplo similar es exactamente el mismo ejemplo - la luz emitida es una onda electromagnética.

Ahora imagine que usted es de 1 metro desde que la bombilla con un 100% de eficiencia del panel solar. Luego, imagine que usted construcción de varios paneles solares que exactamente y totalmente cubierta de la bombilla de luz. Conectar los paneles solares en serie y ver la cantidad de energía que se puede extraer. Así, para este experimento, en realidad se puede extraer el 100% de ese poder.

Luego se pone de pie 10 metros de distancia y hacer lo mismo. Obviamente, necesitará mucho más paneles solares pero, suponiendo que la luz emitida es totalmente golpear a los paneles y no hay ninguna fuga de luz más allá de los paneles, usted recibirá el 100% de potencia.

Por lo que se puede hacer, pero a un gran coste y los inconvenientes. Pero no demasiado de un problema con un lápiz afilado rayo láser y un 100% de eficiencia del panel solar. Si se puede concentrar la luz lo suficientemente usted puede recoger TODA la energía, Recuerda que esto es sólo un ejercicio de pensamiento y de paneles solares y lámparas/láseres están lejos de ser 100% eficiente.

Volviendo a una transmisión de ondas de radio, se podría construir una antena parabólica y transmitir en una frecuencia suficientemente alta para ser capaz de enfocar la mayoría de la energía en una antena receptora (otro plato). Esto se hace en todo el país por militares y de telecomunicaciones de la gente para obtener la línea de visión de voz y datos de comunicaciones que son "en gran parte" privada en la que es difícil "robar" a escuchar lo que está siendo transmitido a menos que estén cerca de las antenas y recoger una pequeña parte del lóbulo de la energía.

Para el resto de todos los transmisores de radiodifusión, por lo general son dipolos y difundir su energía emitida en todas las direcciones, al menos en un plano. Esto permite que las estaciones de música para ser recogido con bastante facilidad y que, por supuesto, es el objetivo.

Se puede cosechar esa energía? No se muy bien porque el poder está en gran medida de volar en el espacio y sólo una fracción es recibido por los "oyentes".

Cada oyente de la antena es, efectivamente, una neto (es decir, es un "área" a pesar de su larga y delgada forma) que capta la energía enviada desde que el emisor y la cantidad que se capta es femto watts por lo general. Normalmente, un receptor de RF (a riesgo de ser demasiado general) puede trabajar con alrededor de 10 micro voltios recibido de la antena y, con un promedio a través de una amplia muestra de los tipos de antena, este voltaje se tiene una fuente de impedancia de 50 ohm.

La energía liberada es, por tanto, de 5 uV cuadrado / 50 = 5 femto vatios.

Obviamente, cuanto más cerca esté el transmisor mayor es la energía que puede ser liberada pero, si lo que interesa es llegar potencia útil, a continuación, utilice cables.

Si usted hizo los cálculos en la suma total de la energía que se pueden cosechar en cualquier punto en la tierra que no iba a encontrar muchos lugares en donde más de un par de mili vatios puede ser obtenida.

También, recuerde que la energía solar es la energía de RF de la cosecha.


Incluso cuando estamos de pie por el router? He leído que algunos routers da hasta 80mW

Los Routers suelen utilizar trimestre de ondas y antenas para recoger la energía que usted podría utilizar también un cuarto de onda de la antena. La distancia realista que usted puede conseguir cerca, es acerca de lambda (1 longitud de onda) antes de empezar a causar extraños efectos de carga en la antena. Se trata de una distancia de alrededor de 0,1 metros, así que, mediante la transmisión de Friis ecuación convertido a dB: -

Pérdida (dB) = 32.45 + 20\$log_{10}\$(f) + 20\$log_{10}\$(d)

Donde f en MHz, y d es de kilómetros. Esta ecuación indica cuántos dB de la pérdida de potencia que puede esperar en una distancia determinada con una determinada frecuencia de la portadora.

Para 2,45 GHz y 0,1 metros (0.0001 km) la pérdida es 32.45 + 67.6 - 80 = 20 dB.

Pero el tx y rx antenas tienen alrededor de 4 db de ganancia entre ellos (porque son semi-direccional) y por lo que la pérdida es sólo alrededor de 16 dB.

80 mW en se convierte en (teóricamente) 12.7 mW.

2voto

no comprende Puntos 88

Relacionado: he oído que los agricultores con mucho cercas de alambre que corre paralela a las líneas de energía podría "robar" junto 50/60 Hz CA. No estoy seguro si esto es cierto o cómo el poder estaría disponible, pero supongo que una cantidad pequeña, pero suficiente para que las compañías de energía notado la pérdida y fui en busca de ella. Después de haber gastado el dinero para comprar todo lo que de alambre para su esquema, podría haber hecho mejor comprar un panel solar o del viento o del agua molino. Nadie le acusan de robo de los mismos en ese caso.

Tal vez usted podría tratar de la cosecha de la energía de gravedad de la caída de la lluvia, etc. en su lugar?

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