Araştırmacılar, ışık kullanarak küçük cihazlara güç sağlayan bir sistem geliştirdiler. Uyarlanabilir optikler, kızılötesi ışınları otomatik, güvenli ve hatta karanlıkta bile minik güneş hücrelerine hassas bir şekilde odaklıyor. Bu, Nesnelerin İnterneti (IoT) için kablosuz enerji aktarımını mümkün kılıyor.
Tokyo Bilim Enstitüsü’nde, ışığı tamamen kablo veya pil kullanmadan elektriğe dönüştüren bir sistem geliştiriliyor. Bu sistem, “Nesnelerin İnterneti”ndeki cihazların gelecekte nasıl kendi kendine yetebileceğini gösteren Mingzhi Zhao ve Tomoyuki Miyamoto tarafından geliştirildi: Kızılötesi ışıkla hedeflenen enerji aktarımı sayesinde, otomatik olarak kontrol ediliyor ve tamamen karanlıkta bile çalışıyor.
Önceki konseptlerden farkı, ışık kaynağında yatıyor. İç mekanlarda çok tehlikeli olabilecek lazer yerine, sistem güçlü bir LED kullanıyor. Geniş ışını, biri sıvı olan ve odak uzaklığını gerçek zamanlı olarak değiştirebilen iki lensin birleşimiyle odaklanıyor. Bu sayede ışık noktası birkaç metreye kadar küçük ve enerjik kalıyor. Bu sayede, küçük fotovoltaik hücreler beş metreye kadar mesafelerde güvenilir bir şekilde çalıştırılabiliyor.
Sistem, ışık huzmesinin alıcılarına ulaşmasını sağlamak için bir tür mekanik göz kullanıyor. İki döner ayna huzmeyi yönlendirirken, bir Intel RealSense derinlik kamerası mini güneş hücrelerinin konumunu sürekli olarak izliyor. Dikkat çekici özelliği ise sistemin gece gündüz çalışması. Gün ışığında hücreleri renkli görüntülerle tespit ediyor; karanlıkta ise alıcılara bağlı küçük geri yansıtıcılardan gelen kızılötesi yansımaları kullanıyor; bunlar, kameranın yaydığı deseni tam olarak görüş alanına yansıtıyor.
Sistemin tamamı, fotovoltaik panellerin şeklini ve konturunu güvenilir bir şekilde tanımak için binlerce gerçek dünya sahnesini değerlendiren kendi kendini öğrenen bir görüntü analiz yapay zekası tarafından kontrol ediliyor. Deneylerde, alıcılar hareket ettiğinde veya oda aniden karardığında bile neredeyse her durumda hedeflerini buldu. Sistem, gündüz ve gece modları arasında 50 milisaniyeden kısa sürede geçiş yapıyor ve kesintisiz enerji iletimi sağlıyor.
Kablo yerine ışık
Araştırmacılar, birden fazla hücrenin aynı anda şarj edilebileceğini gösterdi. Yaklaşık %56 gibi sınırlı bir optik verimliliğe rağmen, iç mekan kullanımı için mükemmel derecede yeterli mesafelerde istikrarlı bir enerji kaynağı elde edildi. Lens tasarımındaki iyileştirmelerin, verimliliği gelecekte %80’in üzerine çıkarması bekleniyor. Proje, Japonya Bilim ve Teknoloji Ajansı, Tsurugi Fotonik Vakfı ve Takahashi Endüstriyel ve Ekonomik Araştırma Vakfı tarafından finanse ediliyor.
Kablosuz bir optik güç hattı fikri, bu projeyle ilginç bir boyut kazanıyor. Daha önce bir laboratuvar deneyi olarak kabul edilen bu fikir, artık gerçek dünyada uygulanabilirliğini kanıtlıyor: Işığı akıllıca odaklayan, hedeflerini otonom olarak bulan ve hatta karanlıkta şarj olmaya devam eden bir sistem. Ağ bağlantılı sensörler ve cihazlar dünyası için bu, Wi-Fi sinyalleri gibi enerjiyi dağıtabilen bir altyapıya doğru önemli bir adım olabilir.
Özet:
Tokyo’daki araştırmacılar, ışık yoluyla güç iletimi için bir sistem geliştiriyor.
Kızılötesi ışık, adaptif optikler kullanılarak küçük güneş hücrelerine hassas bir şekilde odaklanıyor.
Akıllı kontrol, alıcıları gece gündüz algılamak için bir kamera ve yapay zeka kullanıyor.
Sistem şu anda %56 verimlilik sağlıyor ve beş metreye kadar çalışıyor.
Birden fazla cihaz aynı anda ve kablosuz olarak çalıştırılabiliyor.
Bu teknoloji, gelecekte pilsiz ve kablosuz IoT cihazlarının kullanılmasını mümkün kılabilir.
Bu gelecek vaat eden proje, Japon vakıfları tarafından finanse ediliyor.
Bir yanıt yazın