Kabellose Energieübertragung

Die kabellose Energieübertragung bezeichnet den berührungslosen Transfer von Energie von einem Objekt auf ein anderes. Dazu werden keine Kabel oder elektrischen Kontakte benötigt.

Material zur induktiven Energieübertragung

Die induktive Energieübertragung erfolgt mittels eines magnetischen Wechselfelds. Der Generator und das Empfängergerät enthalten jeweils eine Spule. Spulen bestehen aus einem Draht, der elektrische Leitfähigkeit aufweist. Meistens wird hierfür Kupfer verwendet. Der Draht kann um einen Spulenkörper gewickelt werden. Typischerweise wird dafür Polyamid verwendet, aber auch andere Kunststoffe wie Polybutylenterephthalat, Polyethylenterephthalat oder Phenolharze sind als Materialien geeignet.

Der Einsatz eines Kerns aus speziellen ferromagnetischen Werkstoffen führt zu einer Konzentration des magnetischen Wechselfeldes. Unter diese Gruppe an Materialien fallen Eisen, Stahl sowie die Legierung AlNiCo. Hervorragend eignen sich Ferritmagnete. Dabei handelt es sich um ein gesintertes Gemisch aus Bariumoxid oder Strontiumoxid mit Eisenoxid, das im Anschluss magnetisiert wird. Auch Seltene Erden wie Lanthan, Yttrium, Scandium oder Cer weisen in diesem Zusammenhang sehr gute Eigenschaften auf.

Die induktive Energieübertragung weist die höchsten Wirkungsgrade auf und ist als einzige Methode der kabellosen Energieübertragung schon seit vielen Jahren in kommerziellen Produkten zu finden.

Material zur kapazitiven Energieübertragung

Die kapazitive Energieübertragung nutzt das Wirkungsprinzip von zwei gekoppelten Flächenkondensatoren, zwischen denen sich ein elektrisches Feld befindet. Diese bestehen jeweils aus zwei Elektroden, also zwei elektrisch leitfähigen Flächen. Dazu eignen sich, abhängig vom Kondensatortyp, die meisten Metalle, wie beispielsweise Kupfer und Kupferlegierungen oder Aluminium. Zudem können Halbleiter und Graphit Elektrodenmaterial sein. Wenn der Kondensator Ladung aufnimmt, baut sich zwischen den Elektroden ein elektrisches Feld auf. Die Elektroden sind durch das sogenannte Dielektrikum voneinander getrennt. Das Dielektrikum besteht aus einem nichtleitenden Material, dessen Ladungsträger nicht frei beweglich sind. Dazu eignen sich vor allem Folien aus klassischen Kunststoffen, wie beispielsweise Polypropylen, Polycarbonat oder Polystyrol. Zudem werden Keramikschichten, Glas, Phenolharz, Silikon, Kautschuk und Oxide wie Aluminiumoxid oder Pantal-Pentoxid eingesetzt.

Material zur optischen Energieübertragung

Bei der optischen Energieübertragung besteht der Sender aus einer Lichtquelle und der passenden Senderschaltung. Als Lichtquelle wird zum Beispiel ein gerichteter Laserstahl im Infrarotbereich verwendet. Der Phototransistor wandelt die Leistung, die optisch übertragen wurde, in elektrische Energie um. Diese Phototransistoren bestehen aus Halbleitermaterialien wie Silizium, Germanium, Indiumgalliumarsenid, Bleisulfid oder Cadmiumtellurid. Diese Materialien eigenen sich jeweils für verschiedene Wellenlängen.

Material zur elektromagnetischen Energieübertragung

Sowohl der Sender als auch der Empfänger bestehen bei der elektromagnetischen Energieübertragung aus Antennen. Hierfür werden elektrisch leitfähige und steife Materialien wie die Metalle Kupfer, Nickel und Aluminium verwendet.

Synonym(e):

drahtlose Energieübertragung, kontaktlose Energieübertragung

Englische Übersetzung(en):

wireless energy transmission, wireless power transmission