Da un gruppo di ricerca della Aalto University un nuovo approccio per migliorare l'efficienza di trasferimento della potenza wireless sfruttando il fenomeno della "soppressione delle radiazioni"
Una nuova teoria dinamica per la ricarica wireless su lunghe distanze
(Rinnovabili.it) – La ricarica wireless di dispositivi a batteria è un campo in continua crescita. Nonostante oggi non manchino diverse applicazioni pratiche sia per la piccola elettronica di consumo (es. smartphone e tablet) che per la mobilità sostenibile, questa tecnologia deve affrontare ancora numerose sfide. Una di queste è il raggio di ricarica, ossia la distanza che può essere coperta dall’alimentazione induttiva senza fili.
Su brevi distanze, ad esempio tramite pad a induzione, la ricarica wireless utilizza campi magnetici vicini grazie a cui è possibile trasferire energia con alta efficienza, nell’ordine dell’80%–90%. Tuttavia su distanze maggiori il valore diminuisce drasticamente a causa di alcuni effetti parassiti. Le bobine di trasmissione e ricezione dell’energia, infatti, emettono radiazioni che interferiscono sul trasferimento di potenza.
Sul problema si è focalizzato un gruppo di ingegneri della Aalto University, in Finlandia. Il team ha studiato la ricarica wireless su lunghe distanze trovando un modo per sopprimere gli effetti parassiti. In precedenza gli stessi scienziati avevano creato un sistema di ricarica wireless omnidirezionale che consentiva di ricaricare i dispositivi con qualsiasi orientamento. Ora, hanno esteso quel lavoro con una nuova teoria dinamica del trasferimento di energia tra due piccole antenne ad anello.
Ricarica senza fili, nuovi progressi
La teoria osserva più nel dettaglio le distanze e le condizioni sia vicine (non radiative) che lontane (radiative). Ma soprattutto elabora un modo per realizzare un efficiente ricarica wireless sul lunghe distanze utilizzando il regime di “soppressione delle radiazioni”.
“Volevamo bilanciare efficacemente il trasferimento di energia con la perdita di radiazioni che si verifica sempre su lunghe distanze”, afferma l’autore principale dello studio, Nam Ha-Van. “Abbiamo così scoperto che quando le correnti nelle antenne ad anello hanno ampiezze uguali e fasi opposte, possiamo annullare la perdita di radiazione, aumentando l’efficienza“. I test pratici hanno dato i risultati sperati. In particolare, hanno mostrato che è possibile ottenere un’efficienza di trasferimento superiore all’80% a distanze circa cinque volte superiori alla dimensione dell’antenna utilizzando la frequenza ottimale nell’intervallo dei cento megahertz. “Con il nostro approccio – ha sottolineato Ha-Van – ora possiamo estendere la distanza di trasferimento oltre quella dei sistemi di ricarica wireless convenzionali, mantenendo un’elevata efficienza”. La ricerca è stata pubblicata su Physical Review Applied (testo in inglese).
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