La transferencia de energía inalámbrica ( WPT ), la transmisión de energía inalámbrica , la transmisión de energía inalámbrica ( WET ) o la transferencia de energía electromagnética es la transmisión de energía eléctrica sin cables como enlace físico. En un sistema de transmisión de energía inalámbrico, un dispositivo transmisor, impulsado por energía eléctrica de una fuente de energía , genera un campo electromagnético variable en el tiempo , que transmite energía a través del espacio a un dispositivo receptor, que extrae energía del campo y la suministra a un sistema eléctrico. carga. La tecnología de transmisión de energía inalámbrica puede eliminar el uso de cables y baterías, aumentando así la movilidad, conveniencia y seguridad de un dispositivo electrónico para todos los usuarios. [2] La transferencia de energía inalámbrica es útil para alimentar dispositivos eléctricos donde los cables de interconexión son inconvenientes, peligrosos o no son posibles.
Las técnicas de energía inalámbrica se dividen principalmente en dos categorías, campo cercano y campo lejano . En técnicas de campo cercano o no radiativas , la energía se transfiere a distancias cortas mediante campos magnéticos que utilizan un acoplamiento inductivo entre bobinas de alambre , o mediante campos eléctricos que utilizan un acoplamiento capacitivo entre electrodos metálicos . [3] [4] [5] [6] El acoplamiento inductivo es la tecnología inalámbrica más utilizada; sus aplicaciones incluyen la carga de dispositivos portátiles como teléfonos y cepillos de dientes eléctricos , etiquetas RFID , cocción por inducción y carga inalámbrica o transferencia de energía inalámbrica continua en dispositivos médicos implantables como marcapasos cardíacos artificiales o vehículos eléctricos . [7]
En las técnicas de campo lejano o radiativas , también llamadas transmisión de energía , la energía se transfiere mediante haces de radiación electromagnética , como microondas [8] o rayos láser . Estas técnicas pueden transportar energía a distancias más largas, pero deben estar dirigidas al receptor. Las aplicaciones propuestas para este tipo son satélites de energía solar y aviones no tripulados de propulsión inalámbrica . [9] [10] [11]
Un problema importante asociado con todos los sistemas de energía inalámbricos es limitar la exposición de las personas y otros seres vivos a campos electromagnéticos potencialmente dañinos . [12] [13]
Descripción general
La transferencia de energía inalámbrica es un término genérico para varias tecnologías diferentes para transmitir energía por medio de campos electromagnéticos . [14] [15] [16] Las tecnologías, enumeradas en la siguiente tabla, difieren en la distancia sobre la que pueden transferir energía de manera eficiente, si el transmisor debe apuntar (dirigir) al receptor y en el tipo de energía electromagnética utilizan: campos eléctricos variables en el tiempo , campos magnéticos , ondas de radio , microondas , ondas de luz infrarroja o visible . [17]
En general, un sistema de energía inalámbrico consiste en un dispositivo "transmisor" conectado a una fuente de energía, como una línea de energía eléctrica, que convierte la energía en un campo electromagnético variable en el tiempo, y uno o más dispositivos "receptores" que reciben la energía. y conviértalo de nuevo a corriente eléctrica CC o CA que es utilizada por una carga eléctrica . [14] [17] En el transmisor, la potencia de entrada se convierte en un campo electromagnético oscilante mediante algún tipo de dispositivo de " antena ". La palabra "antena" se utiliza aquí de forma vaga; puede ser una bobina de alambre que genera un campo magnético , una placa de metal que genera un campo eléctrico , una antena que irradia ondas de radio o un láser que genera luz. Una antena similar o un dispositivo de acoplamiento en el receptor convierte los campos oscilantes en una corriente eléctrica. Un parámetro importante que determina el tipo de ondas es la frecuencia , que determina la longitud de onda.
La energía inalámbrica usa los mismos campos y ondas que los dispositivos de comunicación inalámbrica como la radio , [18] [19] otra tecnología familiar que involucra energía eléctrica transmitida sin cables por campos electromagnéticos, utilizada en teléfonos celulares , radiodifusión de radio y televisión y WiFi . En la comunicación por radio el objetivo es la transmisión de información, por lo que la cantidad de energía que llega al receptor no es tan importante, siempre que sea suficiente para que la información se pueda recibir de forma inteligible. [15] [18] [19] En las tecnologías de comunicación inalámbrica, solo pequeñas cantidades de energía llegan al receptor. Por el contrario, con la transferencia de energía inalámbrica, la cantidad de energía recibida es lo importante, por lo que la eficiencia (fracción de energía transmitida que se recibe) es el parámetro más significativo. [15] Por esta razón, es probable que las tecnologías de energía inalámbrica estén más limitadas por la distancia que las tecnologías de comunicación inalámbrica.
La transferencia de energía inalámbrica se puede utilizar para encender transmisores o receptores de información inalámbricos. Este tipo de comunicación se conoce como comunicación inalámbrica (WPC). Cuando la energía recolectada se utiliza para suministrar energía a los transmisores de información inalámbricos, la red se conoce como Transferencia de energía e información inalámbrica simultánea (SWIPT); [20] mientras que cuando se utiliza para suministrar energía a los receptores de información inalámbricos, se conoce como Red de comunicación inalámbrica alimentada (WPCN). [21] [22] [23]
Estas son las diferentes tecnologías de energía inalámbrica: [14] [17] [24] [25]
Tecnología | Alcance [26] | Directividad [17] | Frecuencia | Dispositivos de antena | Aplicaciones actuales y / o posibles futuras |
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Acoplamiento inductivo | Corto | Bajo | Hz - MHz | Bobinas de alambre | Carga de batería de cepillo de dientes eléctrico y maquinilla de afeitar, estufas de inducción y calentadores industriales. |
Acoplamiento inductivo resonante | Medio- | Bajo | kHz - GHz | Bobinas de alambre sintonizadas, resonadores de elementos agrupados | Carga de dispositivos portátiles ( Qi ), implantes biomédicos, vehículos eléctricos, alimentación de autobuses, trenes, MAGLEV, RFID , tarjetas inteligentes . |
Acoplamiento capacitivo | Corto | Bajo | kHz - MHz | Electrodos de placa de metal | Carga de dispositivos portátiles, enrutamiento de energía en circuitos integrados a gran escala, tarjetas inteligentes, implantes biomédicos. [4] [5] [6] |
Acoplamiento magnetodinámico | Corto | N / A | Hz | Imanes giratorios | Carga de vehículos eléctricos, [25] implantes biomédicos. [27] |
Microondas | Largo | Elevado | GHz | Platos parabólicos, matrices en fase , rectennas | Satélite de energía solar , alimentación de aviones no tripulados, carga de dispositivos inalámbricos |
Ondas de luz | Largo | Elevado | ≥THz | Láseres, fotocélulas, lentes | Carga de dispositivos portátiles, [28] alimentación de aviones no tripulados, alimentación de escaladores de ascensores espaciales. |
Regiones de campo
Los campos eléctricos y magnéticos son creados por partículas cargadas en materia como los electrones . Una carga estacionaria crea un campo electrostático en el espacio que la rodea. Una corriente constante de cargas ( corriente continua, CC) crea un campo magnético estático a su alrededor. Los campos anteriores contienen energía , pero no pueden transportar energía porque son estáticos. Sin embargo, los campos que varían en el tiempo pueden llevar energía. [29] Las cargas eléctricas aceleradas, como las que se encuentran en una corriente alterna (CA) de electrones en un cable, crean campos eléctricos y magnéticos que varían en el tiempo en el espacio que las rodea. Estos campos pueden ejercer fuerzas oscilantes sobre los electrones en una "antena" receptora, haciendo que se muevan hacia adelante y hacia atrás. Estos representan corriente alterna que se puede utilizar para alimentar una carga.
Los campos eléctricos y magnéticos oscilantes que rodean las cargas eléctricas en movimiento en un dispositivo de antena se pueden dividir en dos regiones, dependiendo del rango de distancia D de la antena. [14] [17] [18] [24] [30] [31] [32] El límite entre las regiones está definido de forma algo vaga. [17] Los campos tienen diferentes características en estas regiones, y se utilizan diferentes tecnologías para transferir energía:
- Región de campo cercano o no radiante : esto significa el área dentro de aproximadamente 1 longitud de onda ( λ ) de la antena. [14] [30] [31] En esta región los campos eléctricos y magnéticos oscilantesestán separados [18] y la energía se puede transferir a través de campos eléctricos por acoplamiento capacitivo ( inducción electrostática ) entre electrodos metálicos, [3] [4] [5 ] [6] o mediante campos magnéticos mediante acoplamiento inductivo ( inducción electromagnética ) entre bobinas de alambre. [15] [17] [18] [24] Estos campos no son radiativos , [31] lo que significa que la energía permanece a una corta distancia del transmisor. [33] Si no hay ningún dispositivo receptor o material absorbente dentro de su rango limitado para "acoplarse", no sale energía del transmisor. [33] El rango de estos campos es corto y depende del tamaño y la forma de los dispositivos de "antena", que generalmente son bobinas de alambre. Los campos, y por lo tanto la potencia transmitida, disminuyen exponencialmente con la distancia, [30] [32] [34] por lo que si la distancia entre las dos "antenas", el rango D es mucho mayor que el diámetro de las "antenas" D y muy poco se recibirá el poder. Por lo tanto, estas técnicas no se pueden utilizar para la transmisión de potencia de largo alcance.
- La resonancia , como el acoplamiento inductivo resonante , puede aumentar el acoplamiento entre las antenas en gran medida, lo que permite una transmisión eficiente a distancias algo mayores, [14] [18] [24] [30] [35] [36] aunque los campos aún disminuyen exponencialmente. Por lo tanto, la gama de dispositivos de campo cercano se divide convencionalmente en dos categorías:
- De corto alcance - hasta diámetro alrededor de una antena: D gama ≤ D hormiga . [33] [35] [37] Este es el rango sobre el cual el acoplamiento capacitivo o inductivo no resonante ordinario puede transferir cantidades prácticas de potencia.
- Rango medio : hasta 10 veces el diámetro de la antena: rango D ≤ 10 D ant . [35] [36] [37] [38] Este es el rango sobre el cual el acoplamiento capacitivo o inductivo resonante puede transferir cantidades prácticas de potencia.
- Campo lejano o región radiativa : más allá de aproximadamente 1 longitud de onda ( λ ) de la antena, los campos eléctrico y magnético son perpendiculares entre sí y se propagan como una onda electromagnética ; ejemplos son ondas de radio , microondas u ondas de luz . [14] [24] [30] Esta parte de la energía es radiativa , [31] lo que significa que sale de la antena ya sea que haya o no un receptor para absorberla. La porción de energía que no llega a la antena receptora se disipa y se pierde en el sistema. La cantidad de potencia emitida como ondas electromagnéticas por una antena depende de la relación entre el tamaño de la antena D ant y la longitud de onda de las ondas λ , [39] que está determinada por la frecuencia: λ = c / f . A bajas frecuencias f donde la antena es mucho más pequeña que el tamaño de las ondas, D ant << λ , se irradia muy poca potencia. Por lo tanto, los dispositivos de campo cercano anteriores, que usan frecuencias más bajas, no irradian casi nada de su energía como radiación electromagnética. Las antenas de aproximadamente el mismo tamaño que la longitud de onda D ant ≈ λ , como las antenas monopolo o dipolo , irradian energía de manera eficiente, pero las ondas electromagnéticas se irradian en todas las direcciones ( omnidireccionalmente ), por lo que si la antena receptora está lejos, solo una pequeña cantidad de la radiación lo golpeará. [31] [35] Por lo tanto, se pueden utilizar para transmisiones de potencia ineficientes y de corto alcance, pero no para transmisiones de largo alcance. [40]
- Sin embargo, a diferencia de los campos, la radiación electromagnética se puede enfocar por reflexión o refracción en haces. Mediante el uso de una antena de alta ganancia o un sistema óptico que concentra la radiación en un haz estrecho dirigido al receptor, se puede utilizar para la transmisión de potencia de largo alcance . [35] [40] Según el criterio de Rayleigh , para producir los haces estrechos necesarios para enfocar una cantidad significativa de energía en un receptor distante, una antena debe ser mucho más grande que la longitud de onda de las ondas utilizadas: D ant >> λ = c / f . [41] Los dispositivos de potencia de haz prácticos requieren longitudes de onda en la región de centímetros o por debajo, correspondientes a frecuencias por encima de 1 GHz, en el rango de microondas o por encima. [14]
Técnicas de campo cercano (no radiativas)
A gran distancia relativa, los componentes de campo cercano de los campos eléctricos y magnéticos son campos dipolares oscilantes aproximadamente cuasiestáticos . Estos campos disminuyen con el cubo de la distancia: ( D gama / D hormiga ) -3 [32] [42] Dado que la potencia es proporcional al cuadrado de la intensidad de campo, la potencia transferida disminuye a medida ( D gama / D hormiga ) -6 . [18] [34] [43] [44] o 60 dB por década. En otras palabras, si están muy separadas, duplicar la distancia entre las dos antenas hace que la potencia recibida disminuya en un factor de 2 6 = 64. Como resultado, el acoplamiento inductivo y capacitivo solo se puede usar para la transferencia de potencia de corto alcance, dentro de unas pocas veces el diámetro del dispositivo de antena D ant . A diferencia de un sistema radiativo donde la máxima radiación ocurre cuando las antenas dipolo están orientadas transversalmente a la dirección de propagación, con los campos dipolo el acoplamiento máximo ocurre cuando los dipolos están orientados longitudinalmente.
Acoplamiento inductivo
En el acoplamiento inductivo ( inducción electromagnética [24] [45] o transferencia de potencia inductiva , IPT), la potencia se transfiere entre bobinas de alambre mediante un campo magnético . [18] Las bobinas del transmisor y el receptor juntas forman un transformador [18] [24] (ver diagrama) . Una corriente alterna (CA) a través de la bobina del transmisor (L1) crea un campo magnético oscilante (B) según la ley de Ampere . El campo magnético pasa a través de la bobina receptora (L2) , donde induce un EMF ( voltaje ) alterno por la ley de inducción de Faraday , que crea una corriente alterna en el receptor. [15] [45] La corriente alterna inducida puede impulsar la carga directamente o rectificarse a corriente continua (CC) mediante un rectificador en el receptor, que impulsa la carga. Algunos sistemas, como los soportes de carga de cepillos de dientes eléctricos, funcionan a 50/60 Hz, por lo que la corriente de la red de CA se aplica directamente a la bobina del transmisor, pero en la mayoría de los sistemas, un oscilador electrónico genera una corriente de CA de mayor frecuencia que impulsa la bobina, debido a la eficiencia de transmisión mejora con la frecuencia . [45]
El acoplamiento inductivo es la tecnología de energía inalámbrica más antigua y más utilizada, y prácticamente la única hasta ahora que se utiliza en productos comerciales. Se utiliza en soportes de carga inductiva para aparatos inalámbricos utilizados en entornos húmedos, como cepillos de dientes eléctricos [24] y máquinas de afeitar, para reducir el riesgo de descarga eléctrica. [46] Otra área de aplicación es la recarga "transcutánea" de dispositivos protésicos biomédicos implantados en el cuerpo humano, como marcapasos cardíacos y bombas de insulina , para evitar que los cables pasen a través de la piel. [47] [48] También se utiliza para cargar vehículos eléctricos como automóviles y para cargar o alimentar vehículos de tránsito como autobuses y trenes. [24]
Sin embargo, el uso de más rápido crecimiento son las almohadillas de carga inalámbrica para recargar dispositivos inalámbricos móviles y de mano, como computadoras portátiles y tabletas , teléfonos celulares , reproductores de medios digitales y controladores de videojuegos . [ cita requerida ] En los Estados Unidos, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) proporcionó su primera certificación para un sistema de carga de transmisión inalámbrica en diciembre de 2017. [49]
La potencia transferida aumenta con la frecuencia [45] y la inductancia mutua entre las bobinas, [15] que depende de su geometría y la distanciaentre ellos. Una figura de mérito ampliamente utilizada es el coeficiente de acoplamiento . [45] [50] Este parámetro adimensional es igual a la fracción de flujo magnético a través de la bobina del transmisor que pasa por la bobina receptora cuando L2 está en circuito abierto. Si las dos bobinas están en el mismo eje y están juntas, entonces todo el flujo magnético de atravesar , y la eficiencia del enlace se acerca al 100%. Cuanto mayor sea la separación entre las bobinas, más campo magnético de la primera bobina pierde la segunda, y menory la eficiencia del enlace se aproxima a cero en grandes separaciones. [45] La eficiencia del enlace y la potencia transferida son aproximadamente proporcionales a. [45] Para lograr una alta eficiencia, las bobinas deben estar muy juntas, una fracción del diámetro de la bobina., [45] generalmente dentro de centímetros, [40] con los ejes de las bobinas alineados. Por lo general, se utilizan formas de bobinas anchas y planas para aumentar el acoplamiento. [45] Los núcleos de "confinamiento de flujo" de ferrita pueden confinar los campos magnéticos, mejorando el acoplamiento y reduciendo la interferencia a la electrónica cercana, [45] [47] pero son pesados y voluminosos, por lo que los dispositivos inalámbricos pequeños a menudo usan bobinas de núcleo de aire.
El acoplamiento inductivo ordinario solo puede lograr una alta eficiencia cuando las bobinas están muy juntas, generalmente adyacentes. En la mayoría de los sistemas inductivos modernos se utiliza el acoplamiento inductivo resonante (descrito a continuación) , en el que se aumenta la eficiencia mediante el uso de circuitos resonantes . [31] [36] [45] [51] Esto puede lograr altas eficiencias a mayores distancias que el acoplamiento inductivo no resonante.
Acoplamiento inductivo resonante
El acoplamiento inductivo resonante ( acoplamiento electrodinámico , [24] resonancia magnética fuertemente acoplada [35] ) es una forma de acoplamiento inductivo en el que la potencia se transfiere mediante campos magnéticos (B, verde) entre dos circuitos resonantes (circuitos sintonizados), uno en el transmisor y uno en el receptor (ver diagrama a la derecha) . [18] [24] [31] [46] [51] Cada circuito resonante consiste en una bobina de alambre conectada a un capacitor , o una bobina autorresonante u otro resonador con capacitancia interna. Los dos están sintonizados para resonar en la misma frecuencia de resonancia . La resonancia entre las bobinas puede aumentar en gran medida el acoplamiento y la transferencia de potencia, de forma análoga a la forma en que un diapasón vibrante puede inducir una vibración simpática en un diapasón distante sintonizado con el mismo tono.
Nikola Tesla descubrió por primera vez el acoplamiento resonante durante sus experimentos pioneros en la transferencia de energía inalámbrica a principios del siglo XX, [52] [53] [54] pero las posibilidades de usar el acoplamiento resonante para aumentar el rango de transmisión sólo se han explorado recientemente. [55] En 2007, un equipo dirigido por Marin Soljačić en el MIT utilizó dos circuitos sintonizados acoplados, cada uno hecho de una bobina de alambre autorresonante de 25 cm a 10 MHz para lograr la transmisión de 60 W de potencia en una distancia de 2 metros (6.6 ft) (8 veces el diámetro de la bobina) con una eficiencia de alrededor del 40%. [24] [35] [46] [53] [56]
El concepto detrás de los sistemas de acoplamiento inductivo resonante es que los resonadores de alto factor Q intercambian energía a un ritmo mucho más alto de lo que pierden energía debido a la amortiguación interna . [35] Por lo tanto, al usar resonancia, la misma cantidad de energía se puede transferir a mayores distancias, usando los campos magnéticos mucho más débiles en las regiones periféricas ("colas") de los campos cercanos. [35] El acoplamiento inductivo resonante puede lograr una alta eficiencia en rangos de 4 a 10 veces el diámetro de la bobina ( D ant ). [36] [37] [38] Esto se denomina transferencia de "rango medio", [37] en contraste con el "rango corto" de transferencia inductiva no resonante, que puede lograr eficiencias similares solo cuando las bobinas son adyacentes. Otra ventaja es que los circuitos resonantes interactúan entre sí de manera mucho más intensa que con los objetos no resonantes, por lo que las pérdidas de potencia debidas a la absorción en objetos alejados cercanos son insignificantes. [31] [35]
Un inconveniente de la teoría del acoplamiento resonante es que en rangos cercanos cuando los dos circuitos resonantes están estrechamente acoplados, la frecuencia resonante del sistema ya no es constante sino que se "divide" en dos picos resonantes, [57] [58] [59] por lo que el la transferencia de potencia máxima ya no se produce en la frecuencia de resonancia original y la frecuencia del oscilador debe sintonizarse al nuevo pico de resonancia. [36] [60]
Actualmente, la tecnología resonante se está incorporando ampliamente en los sistemas de energía inalámbricos inductivos modernos. [45] Una de las posibilidades previstas para esta tecnología es la cobertura de energía inalámbrica del área. Una bobina en la pared o el techo de una habitación podría alimentar luces y dispositivos móviles de forma inalámbrica en cualquier lugar de la habitación, con una eficiencia razonable. [46] Un beneficio ambiental y económico de alimentar de forma inalámbrica dispositivos pequeños como relojes, radios, reproductores de música y controles remotos es que podría reducir drásticamente los 6 mil millones de baterías desechadas cada año, una gran fuente de desechos tóxicos y contaminación de las aguas subterráneas. [40]
Acoplamiento capacitivo
El acoplamiento capacitivo, también denominado acoplamiento eléctrico, utiliza campos eléctricos para la transmisión de potencia entre dos electrodos (un ánodo y un cátodo ) formando una capacitancia para la transferencia de potencia. [61] En el acoplamiento capacitivo ( inducción electrostática ), el conjugado del acoplamiento inductivo , la energía se transmite mediante campos eléctricos [3] [15] [4] [6] entre electrodos [5] como placas metálicas. Los electrodos transmisor y receptor forman un condensador , con el espacio intermedio como dieléctrico . [5] [15] [18] [24] [47] [62] Se aplica un voltaje alterno generado por el transmisor a la placa transmisora, y el campo eléctrico oscilante induce un potencial alterno en la placa receptora por inducción electrostática , [ 15] [62] que hace que fluya una corriente alterna en el circuito de carga. La cantidad de potencia transferida aumenta con la frecuencia [62] el cuadrado del voltaje y la capacitancia entre las placas, que es proporcional al área de la placa más pequeña y (para distancias cortas) inversamente proporcional a la separación. [15]
El acoplamiento capacitivo solo se ha utilizado prácticamente en unas pocas aplicaciones de baja potencia, porque los voltajes muy altos en los electrodos necesarios para transmitir una potencia significativa pueden ser peligrosos, [18] [24] y pueden causar efectos secundarios desagradables como la producción de ozono nocivo . Además, a diferencia de los campos magnéticos, [35] los campos eléctricos interactúan fuertemente con la mayoría de los materiales, incluido el cuerpo humano, debido a la polarización dieléctrica . [47] Los materiales que intervienen entre o cerca de los electrodos pueden absorber la energía, en el caso de los humanos, posiblemente causando una exposición excesiva a campos electromagnéticos. [18] Sin embargo, el acoplamiento capacitivo tiene algunas ventajas sobre el acoplamiento inductivo. El campo está confinado en gran medida entre las placas del condensador, lo que reduce la interferencia, que en el acoplamiento inductivo requiere núcleos de ferrita de "confinamiento de flujo" pesados. [15] [47] Además, los requisitos de alineación entre el transmisor y el receptor son menos críticos. [15] [18] [62] El acoplamiento capacitivo se ha aplicado recientemente a la carga de dispositivos portátiles alimentados por batería [3] , así como a la carga o transferencia inalámbrica continua de energía en implantes biomédicos, [4] [5] [6] y se está considerando como medio de transferir energía entre capas de sustrato en circuitos integrados. [63]
Se han utilizado dos tipos de circuito:
- Diseño transversal (bipolar): [4] [6] [64] [65] En este tipo de circuito, hay dos placas transmisoras y dos placas receptoras. Cada placa transmisora está acoplada a una placa receptora. El oscilador del transmisor acciona las placas del transmisor en fase opuesta (diferencia de fase de 180 °) mediante un voltaje alterno alto, y la carga se conecta entre las dos placas del receptor. Los campos eléctricos alternos inducen potenciales alternos de fase opuesta en las placas receptoras, y esta acción de "empujar-tirar" hace que la corriente fluya hacia adelante y hacia atrás entre las placas a través de la carga. Una desventaja de esta configuración para la carga inalámbrica es que las dos placas del dispositivo receptor deben estar alineadas cara a cara con las placas del cargador para que funcione el dispositivo. [dieciséis]
- Diseño longitudinal (unipolar): [15] [62] [65] En este tipo de circuito, el transmisor y el receptor tienen solo un electrodo activo, y el suelo o un electrodo pasivo grande sirve como camino de retorno para la corriente. El oscilador del transmisor está conectado entre un electrodo activo y uno pasivo. La carga también está conectada entre un electrodo activo y uno pasivo. El campo eléctrico producido por el transmisor induce un desplazamiento de carga alterno en el dipolo de carga a través de inducción electrostática . [66]
Acoplamiento capacitivo resonante
La resonancia también se puede utilizar con acoplamiento capacitivo para ampliar el rango. A principios del siglo XX, Nikola Tesla hizo los primeros experimentos con acoplamiento inductivo y capacitivo resonante.
Acoplamiento magnetodinámico
En este método, la potencia se transmite entre dos armaduras giratorias , una en el transmisor y otra en el receptor, que giran sincrónicamente, acopladas por un campo magnético generado por imanes permanentes en las armaduras. [25] El inducido del transmisor gira ya sea por o como el rotor de un motor eléctrico , y su campo magnético ejerce un par sobre el inducido del receptor, girándolo. El campo magnético actúa como un acoplamiento mecánico entre las armaduras. [25] La armadura del receptor produce energía para impulsar la carga, ya sea girando un generador eléctrico separado o usando la armadura del receptor como rotor en un generador.
Este dispositivo se ha propuesto como una alternativa a la transferencia de potencia inductiva para la carga sin contacto de vehículos eléctricos . [25] Una armadura giratoria incrustada en el piso de un garaje o en la acera haría girar una armadura del receptor en la parte inferior del vehículo para cargar sus baterías. [25] Se afirma que esta técnica puede transferir energía a distancias de 10 a 15 cm (4 a 6 pulgadas) con alta eficiencia, más del 90%. [25] [67] Además, los campos magnéticos parásitos de baja frecuencia producidos por los imanes giratorios producen menos interferencia electromagnética a los dispositivos electrónicos cercanos que los campos magnéticos de alta frecuencia producidos por los sistemas de acoplamiento inductivo. Un prototipo de sistema de carga de vehículos eléctricos ha estado en funcionamiento en la Universidad de British Columbia desde 2012. Sin embargo, otros investigadores afirman que las dos conversiones de energía (eléctrica a mecánica a eléctrica nuevamente) hacen que el sistema sea menos eficiente que los sistemas eléctricos como el acoplamiento inductivo. [25]
Transmisión de ondas Zenneck
Oruganti et al. Mostraron un nuevo tipo de sistema que utiliza ondas de tipo Zenneck , donde demostraron que era posible excitar ondas de tipo de onda Zenneck en interfaces planas de metal-aire y transmitir energía a través de obstáculos metálicos. [68] [69] [70] Aquí la idea es excitar una oscilación de carga localizada en la interfaz metal-aire, los modos resultantes se propagan a lo largo de la interfaz metal-aire. [71]
Técnicas de campo lejano (radiativas)
Los métodos de campo lejano logran rangos más largos, a menudo rangos de varios kilómetros, donde la distancia es mucho mayor que el diámetro de los dispositivos. Las antenas de alta directividad o la luz láser bien colimada producen un rayo de energía que puede adaptarse a la forma del área de recepción. La máxima directividad de las antenas está limitada físicamente por la difracción .
En general, la luz visible (de los láseres) y las microondas (de las antenas especialmente diseñadas) son las formas de radiación electromagnética que mejor se adaptan a la transferencia de energía.
Las dimensiones de los componentes pueden estar determinadas por la distancia del transmisor al receptor , la longitud de onda y el criterio de Rayleigh o límite de difracción , utilizado en el diseño de antena de radiofrecuencia estándar , que también se aplica a los láseres. El límite de difracción de Airy también se usa con frecuencia para determinar un tamaño de punto aproximado a una distancia arbitraria de la apertura . La radiación electromagnética experimenta menos difracción en longitudes de onda más cortas (frecuencias más altas); así, por ejemplo, un láser azul se difracta menos que uno rojo.
El límite de Rayleigh (también conocido como límite de difracción de Abbe ), aunque originalmente se aplicó a la resolución de la imagen, se puede ver al revés y dicta que la irradiancia (o intensidad ) de cualquier onda electromagnética (como un rayo láser o de microondas) será reducido a medida que el haz diverge a lo largo de la distancia a una tasa mínima inversamente proporcional al tamaño de la apertura. Cuanto mayor sea la relación entre la apertura de una antena transmisora o la apertura de salida del láser y la longitud de onda de la radiación, más se puede concentrar la radiación en un haz compacto
La transmisión de energía de microondas puede ser más eficiente [ aclaración necesaria ] que los láseres, y es menos propensa a la atenuación atmosférica causada por el polvo o aerosoles como la niebla.
Aquí, los niveles de potencia se calculan combinando los parámetros anteriores y sumando las ganancias y pérdidas debidas a las características de la antena y la transparencia y dispersión del medio a través del cual pasa la radiación. Ese proceso se conoce como cálculo de un presupuesto de enlace .
Microondas
La transmisión de energía a través de ondas de radio se puede hacer más direccional, lo que permite una transmisión de energía a mayor distancia, con longitudes de onda más cortas de radiación electromagnética, típicamente en el rango de microondas . [72] Se puede usar una rectenna para convertir la energía de microondas de nuevo en electricidad. Se han obtenido eficiencias de conversión de Rectenna superiores al 95%. [ cita requerida ] Se ha propuesto la transmisión de energía mediante microondas para la transmisión de energía desde los satélites de energía solar en órbita a la Tierra y se ha considerado la transmisión de energía a las naves espaciales que salen de la órbita. [73] [74]
La transmisión de energía por microondas tiene la dificultad de que, para la mayoría de las aplicaciones espaciales, los tamaños de apertura requeridos son muy grandes debido a la direccionalidad de la antena que limita la difracción . Por ejemplo, el estudio de 1978 de la NASA sobre satélites de energía solar requirió una antena transmisora de 1 kilómetro de diámetro (0,62 millas) y una rectenna receptora de 10 kilómetros de diámetro (6,2 millas) para un haz de microondas a 2,45 GHz . [75] Estos tamaños se pueden reducir un poco utilizando longitudes de onda más cortas, aunque las longitudes de onda cortas pueden tener dificultades con la absorción atmosférica y el bloqueo del haz por la lluvia o las gotas de agua. Debido a la " maldición de la matriz adelgazada ", no es posible hacer un haz más estrecho combinando los haces de varios satélites más pequeños.
Para aplicaciones terrestres, una matriz de recepción de 10 km de diámetro permite que se utilicen grandes niveles de potencia total mientras se opera a la baja densidad de potencia sugerida para la seguridad de la exposición electromagnética humana. Una densidad de potencia segura para las personas de 1 mW / cm 2 distribuida en un área de 10 km de diámetro corresponde a un nivel de potencia total de 750 megavatios. Este es el nivel de potencia que se encuentra en muchas plantas de energía eléctrica modernas. A modo de comparación, una granja solar fotovoltaica de tamaño similar podría superar fácilmente los 10.000 megavatios (redondeados) en las mejores condiciones durante el día.
Después de la Segunda Guerra Mundial, que vio el desarrollo de emisores de microondas de alta potencia conocidos como magnetrones de cavidad , se investigó la idea de usar microondas para transferir energía. En 1964, se había demostrado un helicóptero en miniatura propulsado por microondas. [76]
El investigador japonés Hidetsugu Yagi también investigó la transmisión de energía inalámbrica utilizando una antena de matriz direccional que él diseñó. En febrero de 1926, Yagi y su colega Shintaro Uda publicaron su primer artículo sobre la matriz direccional sintonizada de alta ganancia ahora conocida como antena Yagi . Si bien no resultó ser particularmente útil para la transmisión de energía, esta antena de haz ha sido ampliamente adoptada en las industrias de radiodifusión y telecomunicaciones inalámbricas debido a sus excelentes características de rendimiento. [77]
La transmisión inalámbrica de alta potencia mediante microondas está bien probada. Se han realizado experimentos en decenas de kilovatios en Goldstone en California en 1975 [78] [79] [80] y más recientemente (1997) en Grand Bassin en Isla Reunión . [81] Estos métodos alcanzan distancias del orden de un kilómetro.
En condiciones experimentales, la eficiencia de conversión de microondas se midió en alrededor del 54% en un metro. [82]
Se ha sugerido un cambio a 24 GHz ya que se han realizado emisores de microondas similares a los LED con eficiencias cuánticas muy altas utilizando resistencia negativa , es decir, diodos Gunn o IMPATT, y esto sería viable para enlaces de corto alcance.
En 2013, el inventor Hatem Zeine demostró cómo la transmisión de energía inalámbrica usando antenas de arreglo en fase puede entregar energía eléctrica hasta 30 pies. Utiliza las mismas frecuencias de radio que WiFi. [83] [84]
En 2015, investigadores de la Universidad de Washington introdujeron la energía a través de Wi-Fi, que carga las baterías de forma gradual y funciona con cámaras sin batería y sensores de temperatura que utilizan transmisiones de enrutadores Wi-Fi. [85] [86] Se demostró que las señales de Wi-Fi alimentan sensores de cámara y temperatura sin batería a distancias de hasta 20 pies. También se demostró que el Wi-Fi se puede utilizar para cargar de forma inalámbrica baterías de celda de moneda de iones de litio e hidruro metálico de níquel a distancias de hasta 28 pies.
En 2017, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) certificó el primer transmisor de radiofrecuencia (RF) de campo medio de energía inalámbrica. [87]
Láseres
En el caso de la radiación electromagnética más cercana a la región visible del espectro (0,2 a 2 micrómetros ), la potencia se puede transmitir convirtiendo la electricidad en un rayo láser que se recibe y se concentra en células fotovoltaicas (células solares). [88] [89] Este mecanismo se conoce generalmente como "transmisión de energía" porque la energía se transmite a un receptor que puede convertirla en energía eléctrica. En el receptor, se aplican convertidores de potencia láser fotovoltaicos especiales que están optimizados para la conversión de luz monocromática. [90]
Las ventajas en comparación con otros métodos inalámbricos son: [91]
- La propagación del frente de onda monocromática colimada permite un área de sección transversal del haz estrecho para la transmisión a grandes distancias. Como resultado, hay poca o ninguna reducción de potencia al aumentar la distancia del transmisor al receptor.
- Tamaño compacto: los láseres de estado sólido se adaptan a productos pequeños.
- Sin interferencias de radiofrecuencia en las comunicaciones por radio existentes, como Wi-Fi y teléfonos móviles.
- Access control: only receivers hit by the laser receive power.
Drawbacks include:
- Laser radiation is hazardous. Without a proper safety mechanism, low power levels can blind humans and other animals. High power levels can kill through localized spot heating.
- Conversion between electricity and light is limited. Photovoltaic cells achieve a maximum of 40%–50% efficiency.[92]
- Atmospheric absorption, and absorption and scattering by clouds, fog, rain, etc., causes up to 100% losses.
- Requires a direct line of sight with the target. (Instead of being beamed directly onto the receiver, the laser light can also be guided by an optical fiber. Then one speaks of power-over-fiber technology.)
Laser 'powerbeaming' technology was explored in military weapons[93][94][95] and aerospace[96][97] applications. Also, it is applied for the powering of various kinds of sensors in industrial environments. Lately, it is developed for powering commercial and consumer electronics. Wireless energy transfer systems using lasers for consumer space have to satisfy laser safety requirements standardized under IEC 60825.[citation needed]
The first wireless power system using lasers for consumer applications was demonstrated in 2018, capable of delivering power to stationary and moving devices across a room. This wireless power system complies with safety regulations according to IEC 60825 standard. It is also approved by the US Food and Drugs Administration (FDA).[98]
Other details include propagation,[99] and the coherence and the range limitation problem.[100]
Geoffrey Landis[101][102][103] is one of the pioneers of solar power satellites[104] and laser-based transfer of energy, especially for space and lunar missions. The demand for safe and frequent space missions has resulted in proposals for a laser-powered space elevator.[105][106]
NASA's Dryden Flight Research Center has demonstrated a lightweight unmanned model plane powered by a laser beam.[107] This proof-of-concept demonstrates the feasibility of periodic recharging using a laser beam system.
Scientists from the Chinese Academy of Sciences have developed a proof-of-concept of utilizing a dual-wavelength laser to wirelessly charge portable devices or UAVs.[108]
Acoplamiento de canales de plasma atmosférico
In atmospheric plasma channel coupling, energy is transferred between two electrodes by electrical conduction through ionized air.[109] When an electric field gradient exists between the two electrodes, exceeding 34 kilovolts per centimeter at sea level atmospheric pressure, an electric arc occurs.[110] This atmospheric dielectric breakdown results in the flow of electric current along a random trajectory through an ionized plasma channel between the two electrodes. An example of this is natural lightning, where one electrode is a virtual point in a cloud and the other is a point on Earth. Laser Induced Plasma Channel (LIPC) research is presently underway using ultrafast lasers to artificially promote development of the plasma channel through the air, directing the electric arc, and guiding the current across a specific path in a controllable manner.[111] The laser energy reduces the atmospheric dielectric breakdown voltage and the air is made less insulating by superheating, which lowers the density () of the filament of air.[112]
This new process is being explored for use as a laser lightning rod and as a means to trigger lightning bolts from clouds for natural lightning channel studies,[113] for artificial atmospheric propagation studies, as a substitute for conventional radio antennas,[114] for applications associated with electric welding and machining,[115][116] for diverting power from high-voltage capacitor discharges, for directed-energy weapon applications employing electrical conduction through a ground return path,[117][118][119][120] and electronic jamming.[121]
Recolección de energía
In the context of wireless power, energy harvesting, also called power harvesting or energy scavenging, is the conversion of ambient energy from the environment to electric power, mainly to power small autonomous wireless electronic devices.[122] The ambient energy may come from stray electric or magnetic fields or radio waves from nearby electrical equipment, light, thermal energy (heat), or kinetic energy such as vibration or motion of the device.[122] Although the efficiency of conversion is usually low and the power gathered often minuscule (milliwatts or microwatts),[122] it can be adequate to run or recharge small micropower wireless devices such as remote sensors, which are proliferating in many fields.[122] This new technology is being developed to eliminate the need for battery replacement or charging of such wireless devices, allowing them to operate completely autonomously.[123][124]
Historia
19th century developments and dead ends
The 19th century saw many developments of theories, and counter-theories on how electrical energy might be transmitted. In 1826 André-Marie Ampère found Ampère's circuital law showing that electric current produces a magnetic field.[125] Michael Faraday described in 1831 with his law of induction the electromotive force driving a current in a conductor loop by a time-varying magnetic flux. Transmission of electrical energy without wires was observed by many inventors and experimenters,[126][127][128] but lack of a coherent theory attributed these phenomena vaguely to electromagnetic induction.[129] A concise explanation of these phenomena would come from the 1860s Maxwell's equations[51] by James Clerk Maxwell, establishing a theory that unified electricity and magnetism to electromagnetism, predicting the existence of electromagnetic waves as the "wireless" carrier of electromagnetic energy. Around 1884 John Henry Poynting defined the Poynting vector and gave Poynting's theorem, which describe the flow of power across an area within electromagnetic radiation and allow for a correct analysis of wireless power transfer systems.[51][130] This was followed on by Heinrich Rudolf Hertz' 1888 validation of the theory, which included the evidence for radio waves.[130]
During the same period two schemes of wireless signaling were put forward by William Henry Ward (1871) and Mahlon Loomis (1872) that were based on the erroneous belief that there was an electrified atmospheric stratum accessible at low altitude.[131][132] Both inventors' patents noted this layer connected with a return path using "Earth currents"' would allow for wireless telegraphy as well as supply power for the telegraph, doing away with artificial batteries, and could also be used for lighting, heat, and motive power.[133][134] A more practical demonstration of wireless transmission via conduction came in Amos Dolbear's 1879 magneto electric telephone that used ground conduction to transmit over a distance of a quarter of a mile.[135]
Tesla
After 1890, inventor Nikola Tesla experimented with transmitting power by inductive and capacitive coupling using spark-excited radio frequency resonant transformers, now called Tesla coils, which generated high AC voltages.[51][53][136] Early on he attempted to develop a wireless lighting system based on near-field inductive and capacitive coupling[53] and conducted a series of public demonstrations where he lit Geissler tubes and even incandescent light bulbs from across a stage.[53][136][137] He found he could increase the distance at which he could light a lamp by using a receiving LC circuit tuned to resonance with the transmitter's LC circuit.[52] using resonant inductive coupling.[53][54] Tesla failed to make a commercial product out of his findings[138] but his resonant inductive coupling method is now widely used in electronics and is currently being applied to short-range wireless power systems.[53][139]
Tesla went on to develop a wireless power distribution system that he hoped would be capable of transmitting power long distance directly into homes and factories. Early on he seemed to borrow from the ideas of Mahlon Loomis,[140][141] proposing a system composed of balloons to suspend transmitting and receiving electrodes in the air above 30,000 feet (9,100 m) in altitude, where he thought the pressure would allow him to send high voltages (millions of volts) long distances. To further study the conductive nature of low pressure air he set up a test facility at high altitude in Colorado Springs during 1899.[142][143][144] Experiments he conducted there with a large coil operating in the megavolts range, as well as observations he made of the electronic noise of lightning strikes, led him to conclude incorrectly[145][135] that he could use the entire globe of the Earth to conduct electrical energy. The theory included driving alternating current pulses into the Earth at its resonant frequency from a grounded Tesla coil working against an elevated capacitance to make the potential of the Earth oscillate. Tesla thought this would allow alternating current to be received with a similar capacitive antenna tuned to resonance with it at any point on Earth with very little power loss.[146][147][148] His observations also led him to believe a high voltage used in a coil at an elevation of a few hundred feet would "break the air stratum down", eliminating the need for miles of cable hanging on balloons to create his atmospheric return circuit.[149][150] Tesla would go on the next year to propose a "World Wireless System" that was to broadcast both information and power worldwide.[151][152] In 1901, at Shoreham, New York he attempted to construct a large high-voltage wireless power station, now called Wardenclyffe Tower, but by 1904 investment dried up and the facility was never completed.
Near-field and non-radiative technologies
Inductive power transfer between nearby wire coils was the earliest wireless power technology to be developed, existing since the transformer was developed in the 1800s. Induction heating has been used since the early 1900s.[153]
With the advent of cordless devices, induction charging stands have been developed for appliances used in wet environments, like electric toothbrushes and electric razors, to eliminate the hazard of electric shock. One of the earliest proposed applications of inductive transfer was to power electric locomotives. In 1892 Maurice Hutin and Maurice Leblanc patented a wireless method of powering railroad trains using resonant coils inductively coupled to a track wire at 3 kHz.[154]
In the early 1960s resonant inductive wireless energy transfer was used successfully in implantable medical devices[155] including such devices as pacemakers and artificial hearts. While the early systems used a resonant receiver coil, later systems[156] implemented resonant transmitter coils as well. These medical devices are designed for high efficiency using low power electronics while efficiently accommodating some misalignment and dynamic twisting of the coils. The separation between the coils in implantable applications is commonly less than 20 cm. Today resonant inductive energy transfer is regularly used for providing electric power in many commercially available medical implantable devices.[157]
The first passive RFID (Radio Frequency Identification) technologies were invented by Mario Cardullo[158] (1973) and Koelle et al.[159] (1975) and by the 1990s were being used in proximity cards and contactless smartcards.
The proliferation of portable wireless communication devices such as mobile phones, tablet, and laptop computers in recent decades is currently driving the development of mid-range wireless powering and charging technology to eliminate the need for these devices to be tethered to wall plugs during charging.[160] The Wireless Power Consortium was established in 2008 to develop interoperable standards across manufacturers.[160] Its Qi inductive power standard published in August 2009 enables high efficiency charging and powering of portable devices of up to 5 watts over distances of 4 cm (1.6 inches).[161] The wireless device is placed on a flat charger plate (which can be embedded in table tops at cafes, for example) and power is transferred from a flat coil in the charger to a similar one in the device. In 2007, a team led by Marin Soljačić at MIT used a dual resonance transmitter with a 25 cm diameter secondary tuned to 10 MHz to transfer 60 W of power to a similar dual resonance receiver over a distance of 2 meters (6.6 ft) (eight times the transmitter coil diameter) at around 40% efficiency.[53][56]
In 2008 the team of Greg Leyh and Mike Kennan of Nevada Lightning Lab used a grounded dual resonance transmitter with a 57 cm diameter secondary tuned to 60 kHz and a similar grounded dual resonance receiver to transfer power through coupled electric fields with an earth current return circuit over a distance of 12 meters (39 ft).[162] In 2011, Dr. Christopher A. Tucker and Professor Kevin Warwick of the University of Reading, recreated Tesla's 1900 patent 0,645,576 in miniature and demonstrated power transmission over 4 meters (13 ft) with a coil diameter of 10 centimetres (3.9 in) at a resonant frequency of 27.50 MHz, with an effective efficiency of 60%.[163]
Microwaves and lasers
Before World War II, little progress was made in wireless power transmission.[80] Radio was developed for communication uses, but couldn't be used for power transmission since the relatively low-frequency radio waves spread out in all directions and little energy reached the receiver.[51][80] In radio communication, at the receiver, an amplifier intensifies a weak signal using energy from another source. For power transmission, efficient transmission required transmitters that could generate higher-frequency microwaves, which can be focused in narrow beams towards a receiver.[51][80][164]
The development of microwave technology during World War 2, such as the klystron and magnetron tubes and parabolic antennas[80] made radiative (far-field) methods practical for the first time, and the first long-distance wireless power transmission was achieved in the 1960s by William C. Brown.[51] In 1964, Brown invented the rectenna which could efficiently convert microwaves to DC power, and in 1964 demonstrated it with the first wireless-powered aircraft, a model helicopter powered by microwaves beamed from the ground.[80] A major motivation for microwave research in the 1970s and 80s was to develop a solar power satellite.[51][80] Conceived in 1968 by Peter Glaser, this would harvest energy from sunlight using solar cells and beam it down to Earth as microwaves to huge rectennas, which would convert it to electrical energy on the electric power grid.[165] In landmark 1975 experiments as technical director of a JPL/Raytheon program, Brown demonstrated long-range transmission by beaming 475 W of microwave power to a rectenna a mile away, with a microwave to DC conversion efficiency of 54%.[166] At NASA's Jet Propulsion Laboratory, he and Robert Dickinson transmitted 30 kW DC output power across 1.5 km with 2.38 GHz microwaves from a 26 m dish to a 7.3 x 3.5 m rectenna array. The incident-RF to DC conversion efficiency of the rectenna was 80%.[167] In 1983 Japan launched MINIX (Microwave Ionosphere Nonlinear Interaction Experiment), a rocket experiment to test transmission of high power microwaves through the ionosphere.[citation needed]
In recent years a focus of research has been the development of wireless-powered drone aircraft, which began in 1959 with the Dept. of Defense's RAMP (Raytheon Airborne Microwave Platform) project[80] which sponsored Brown's research. In 1987 Canada's Communications Research Center developed a small prototype airplane called Stationary High Altitude Relay Platform (SHARP) to relay telecommunication data between points on earth similar to a communications satellite. Powered by a rectenna, it could fly at 13 miles (21 km) altitude and stay aloft for months. In 1992 a team at Kyoto University built a more advanced craft called MILAX (MIcrowave Lifted Airplane eXperiment).
In 2003 NASA flew the first laser powered aircraft. The small model plane's motor was powered by electricity generated by photocells from a beam of infrared light from a ground-based laser, while a control system kept the laser pointed at the plane.
Ver también
- Beam-powered propulsion
- Beam Power Challenge – one of the NASA Centennial Challenges
- Electricity distribution
- Electric power transmission
- Electromagnetic compatibility
- Electromagnetic radiation and health
- Energy harvesting
- Friis transmission equation
- Microwave power transmission
- Qi (standard)
- Space-based solar power
- Resonant inductive coupling
- Thinned array curse
- uBeam - acoustic energy transfer system
- Wardenclyffe Tower
- Wi-Charge - far-field infrared wireless power
- World Wireless System
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At that time I was absolutely sure that I could put up a commercial plant, if I could do nothing else but what I had done in my laboratory on Houston Street; but I had already calculated and found that I did not need great heights to apply this method. My patent says that I break down the atmosphere "at or near" the terminal. If my conducting atmosphere is 2 or 3 miles above the plant, I consider this very near the terminal as compared to the distance of my receiving terminal, which may be across the Pacific. That is simply an expression. I saw that I would be able to transmit power provided I could construct a certain apparatus -- and I have, as I will show you later. I have constructed and patented a form of apparatus which, with a moderate elevation of a few hundred feet, can break the air stratum down.
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- Patents
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enlaces externos
- Howstuffworks "How Wireless Power Works" – describes near-range and mid-range wireless power transmission using induction and radiation techniques.
- Microwave Power Transmission, – its history before 1980.
- The Stationary High Altitude Relay Platform (SHARP), – microwave beam powered.
- Marin Soljačić's MIT WiTricity – wireless power transmission pages.
- Rezence – official site of a wireless power standard promoted by the Alliance for Wireless Power
- Qi – official site of a wireless power standard promoted by the Wireless Power Consortium
- PMA – official site of a wireless power standard promoted by the Power Matters Alliance
- WiPow – official site of the WiPow Coalition, promoting standardized wireless power for medical, mobility and wheeled devices