Kablosuz Elektrik Aktarimi
Elektrik insanlarin yasamini bir yandan kolaylastirirken diger yandan elektrik kablolari yüzünden yasami daha da zorlastirabilir. Eger kablolama iyi organize edilemediyse ev veya isyerleriniz bir kablo karmasasina
gömülebilir. Bu yüzden bilim adamlari kablo karmasasini önlemek ve temiz enerji elde etmek amaciyla kablosuz elektrik aktarimi konusunda çalismalar yapmaktadirlar. Belki bu fikir biraz uçuk kaçik gelebilir ancak bu fikir çokta yeni bir fikir degildir. Ilk defa Nicola Tesla tarafindan 1800 lerin sonunda ortaya atilmistir ve bunu Colorado Nehrindeki meshur deneyinde ampülleri kablosuz olarak yakarak gerçeklestirmistir.
Teslanin bu deneyi gerçekten çok etkileyicidir ancak kablosuz elektrik aktarimi için pratik bir metod degildir.
Bu yüzden bilim adamlari uzun mesafelerde kablosuz elektrik aktarimi için birçok yöntemler gelistirmisler ve bu konu üzerinde çalismaya devam etmektedirler. Bunlardan bazilari sadece teori veya prototip asamasinda kalmistir bazilari ise kullanima geçebilmistir. Eger elektrikli bir dis firçaniz varsa bu yöntemi hergün zaten kullaniyorsunuz demektir.
Dis firçasi hergün suyla temas etmektedir. Suyla olan bu temas klasik sarj ünitelerini potansiyel olarak tehlikeli kilmaktadir. Ayrica geleneksel elektrik baglantilari suyla temas ettiginde zarar görecektir. Bu yüzden birçok dis firçasi indüktif kuplaj yöntemiyle sarj edilir.
Bir telden akim geçtiginde tel etrafinda dairesel bir magnetik alan olusturur. Eger bu tel bir bobine dolanirsa olusan manyetik alan güçlendirilip büyüyecektir.
Eger olusturulan manyetik alanin içinde ikinci bir bobin yerlestirilirse bu alan ikinci bobinde bir elektrik akimi olusmasini saglayacaktir. Bu yöntem dis firçalarinin sarj olma yöntemi disinda ayni zamanda
transformatörlerin de çalisma yöntemidir. Üç temel adimi vardir :
1- Prizden gelen akim sarj ünitesi içindeki bobinin içinden akar. Transformatörde bu bobine primer sargi denir.
2- Dis firçasini sarj ünitesine yerlestirdiginizde manyetik alan diger bobin üzerinde bir akim indükler.
Bataryaya bagli bu diger bobine ise sekonder sargi denir.
3- Indüklenen bu akim bataryalari yeniden sarj eder.
1/7
2/7
Bu yöntem diger birçok elektrikli cihazin sarj edilmesinde de kullanilabilir.
Rezonans ve Kablosuz Enerji
Ev cihazlari göreceli olarak küçük manyetik alanlar olusturur. Bu yüzden sarj cihazinin akim
indüklemesi için sarj edilmek istenilen cihaza yakin olmasi gerekmektedir. Daha genis ve kuvvetli bir manyetik alan daha uzak bir mesafeye ulasabilir ancak bu çok verimsiz bir yöntem olacaktir. Manyetik alan her yöne yayildigi için daha büyük bir manyetik alan olusturmak enerjinin çogunun kaybedilmesi anlamina gelecektir.
2006 kasiminda MIT arastirmacilari bir kaç metre içindeki bobinler arasi güç aktarimi için verimli bir yol bulduklarini açiklamislardir. Bobinler arasindaki mesafeyi esitlige rezonansi da katarak
arttirabileceklerini teori haline getirmislerdir.
Rezonansi daha iyi anlamak için bir ses terimi olarak düsünmek daha yararli olacaktir. Bir nesnenin fiziksel yapisi dogal titresimdeki frekansini belirler. Örn. trampetin sekli ve boyutu gibi. Dogal titresimdeki bu frekansa rezonans frekansi denir. Cisimleri kendi rezonans frekanslarinda titrestirmek kolaydir ancak baska
frekanslarda titrestirmek çok zordur. Bir trampet çalinmaya baslandiginda yanindaki trampetin titremeye baslamasinin sebebi ayni rezonans frekansina sahip olmalaridir.
MIT arastirmacilari eger bobindeki elektromanyetik alan ayni frekansta rezonans yaparsa iki bobin arasindaki mesafenin biraz açilabilecegini göstermislerdir. Bu teoride indüktör olarak egimli bir bobin kullanilir. Bobinin her iki ucunda sarj tutabilecek kapasitans plakalari vardir. Elektrik bobinde hareket etmeye baslayinca bobinde rezonansa baslar. Bobinin rezonansi bobinin indüktansi ve plakalarin kapasitansi sonucu üretilir.
3/7
4/7
Elektrikli dis firçalarinda oldugu gibi bu sistemde iki bobin üzerine temellenmistir. Elektrik ayni rezonansa sahip iki bobin arasinda elektromanyetik dalga olarak hareket eder.
Eger iki bobin farkli frekanstaysa veya aralarinda mesafe çok fazlaysa herhangi bir etki olmayacaktir. Ancak iki bobinin rezonans frekansi ayni ve birbirlerinin menzilleri içindelerse iki bobin arasinda enerji iletimi olacaktir.
Teoriye bagli olarak bir bobin ayni rezonans frekansina sahip birden fazla bobine elektrik gönderebilir.
Uzun Mesafeli Kablosuz Elektrik Aktarimi
Indüksiyon tabanli elektrik aktarimi nispeten kisa mesafelerde mümkündür. Ancak bazi durumlarda çok uzak mesafelere elektrik aktarimi gerekebilir.
1980′ li yillarda Kanada Haberlesme Arastirma Merkezi küçük insansiz bir uçak gelistirmistir.
Bu uçak noktadan noktaya uçmak yerine çok yüksek irtifada ( 21 km ) yaklasik 2 km çapa sahip bir daire etrafinda dönerek hareket eder. Dahada önemlisi bu uçak bir ay kadar gökyüzünde kalabilir.
5/7
Bu uçagin bu kadar uzun süre gökyüzünde kalabilmesi yeryüzünde bulunan mikrodalga vericidir.
Yeryüzünden uçagin uçma rotasini kapsayan mikrodalgalar gönderilir. Bu mikrodalga uçagin arkasinda bulunan disk seklindeki düzeltici antene baglidir. Bu anten mikrodalga enerjisini DC elektrige çevirir, böylece ihtiyaci olan enerji saglamis olur.
Dogrultucu anten birçok kablosuz elektrik aktirimi teorisinin merkezinde bulunmaktadir. Genelde iki kutba sahip dipol anten dizilerinden yapilir. Bu antenler yari iletken diotlara baglidir.
1- Elektromanyetik spektruma ait mikrodalga dipol antene ulasir.
2- Anten mikrodalga enerjisini toplar ve diotlara iletir.
3- Diotlar elektronlarin sadece bir yönde akmasini saglayan bir anahtar görevi görür ve böylece elektronlarin antenin elektronik devresine ulasmasini saglar.
4- Elektronik devre elektronlari sistemde ihtiyaci olan yerlere gönderir.
Diger uzak mesafeli elektrik aktarim uygulamalari da dogrultucu anten üzerine temellendirilmistir. Bunlarda projelerden biri ayda kurulacak solar enerj santralidir. Solar panellerden elde edilen elektrik enerjisi
mikrodalga sinyallere dönüstürülerek yeryüzüne gönderilir. Yeryüzünde onbinlerce noktaya koyulan dogrultucu antenler ile bu mikrodalga enerjisi elektrige dönüstürülebilecektir.
Mikrodalgalar atmosferi çok kolay bir sekilde geçebilir böylece dogrultucu antenler mikrodalgayi elektrige verimli bir sekilde çevirebilecektir. Bunlarin yaninda bu sistemin bazi zayif yönleri de vardir.
- Aydaki günes enerji istasyonu bakim ve onarim isteyecektir. Yani ayda insanli bir üs kurulmasi gerekmektedir.
- Belli bir zamanda dünyanin sadece bir kismi ayi direkt olarak görecektir. Ancak dünyanin her yaninda enerji ihtiyaci vardir. Bu yüzden bir uydular agi mikrodalgalari ihtiyaca göre yönlendirmesi gerekir.
- Risk çok az olsada bazi insanlar uzaydan gelen bir mikrodalga yagmurunun altinda kalmak istemeyebilir.
6/7
Kaynak Site: Ismail KIRBAS ile Web Sitesi Tasarimi http://
Belge Adresi: www.kirbas.com/index.php?id=475
7/7
