WPT

La transferencia de energía inalámbrica es el suministro de energía eléctrica desde una fuente a una carga a través de un espacio, sin cables conductores que los conecten. La energía cruza el espacio como campos electromagnéticos, corrientes inducidas u ondas radiadas. La WPT elimina la necesidad de conectores de enchufe, anillos colectores o cables de arrastre en aplicaciones donde el contacto físico es imposible, peligroso o inconveniente.

Tres métodos principales dominan la WPT industrial y de consumo. El acoplamiento inductivo funciona a distancias cortas (milímetros a centímetros) colocando una bobina primaria cerca de una bobina secundaria; la corriente alterna en la primaria induce corriente en la secundaria. El acoplamiento inductivo resonante extiende el alcance a decenas de centímetros al sintonizar ambas bobinas a la misma frecuencia, lo que permite una mayor eficiencia en espacios de aire ligeramente mayores. La radiación de campo lejano, utilizando microondas u otras radiofrecuencias, puede funcionar a metros, pero es menos eficiente y requiere complejos conjuntos de rectenas para capturar y convertir la energía.

Límites prácticos y pérdidas

Los sistemas WPT inductivos suelen alcanzar una eficiencia del 70 al 90 por ciento, con pérdidas que aumentan drásticamente a medida que crece la distancia del espacio. La desalineación, los obstáculos metálicos y los cambios de frecuencia degradan el rendimiento. Las aplicaciones industriales incluyen la carga de vehículos autónomos, la alimentación de equipos giratorios en salas limpias donde se requieren rodamientos sellados y el suministro de energía a sensores incrustados en ejes giratorios o carcasas selladas. La electrónica de consumo utiliza WPT inductiva en cargadores de cepillos de dientes y almohadillas de carga de teléfonos, que operan a frecuencias estandarizadas como 100 a 200 kHz.

El término WPT apareció en la literatura técnica durante la década de 1990 a medida que los sistemas prácticos superaron la teoría. El estándar Qi, introducido en 2008, definió la carga inductiva interoperable para dispositivos de consumo y se convirtió en la base de facto para la WPT moderna. Las variantes industriales de mayor potencia operan con espacios de aire más grandes y exigen un diseño de bobina y redes de adaptación personalizados para lograr una eficiencia aceptable.