В Перми сильно повысили эффективность передачи электроэнергии по оптоволокну

Учёные Пермского Политеха (ПНИПУ) разработали инновационный способ передачи энергии по оптоволокну – технология Power over Fiber (PoF), как утверждается, в 6-7 раз эффективнее, а кабель меньше нагревается. 

Это открывает новые возможности для передачи энергии в сложных условиях: от промышленных объектов до Арктики, передаёт «Газета.Ru» со ссылкой на пресс-службу вуза.

Напомним, сегодня передача энергии по оптоволокну основана на использовании света вместо электрического тока. Лазер преобразует электричество в свет, который проходит по волокну, а на выходе фотоприёмник превращает его обратно в электрическую энергию. 

Метод безопасен: он исключает искры и устойчив к электромагнитным помехам, поэтому подходит для шахт, химических производств, авиации и космических систем.

Однако до сих пор внедрение технологии сдерживала низкая эффективность: при неравномерном потреблении энергии (например, у импульсно работающих датчиков) традиционные системы теряли большую часть энергии в виде тепла. До потребителя доходило лишь 1-15 % энергии.

Исследователи предложили перевести систему в импульсный режим с широтно-импульсной модуляцией, когда энергия передаётся короткими включениями, длительность которых регулируется в зависимости от потребности устройства. 

Кроме того, в систему добавили конденсатор: он накапливает энергию во время импульса и равномерно отдаёт её нагрузке, сглаживая колебания.

Эффективность решения проверили с помощью компьютерного моделирования. При малой мощности (менее 1 ватт) КПД вырос с 2% до 12-14%, а в среднем диапазоне мощностей прирост составил до 6%.

Лаборант-исследователь молодёжной лаборатории оптоэлектронных систем мониторинга ПНИПУ, кандидат технических наук Алексей Гаркушин пояснил, что «даже небольшой рост КПД даёт заметный эффект: конечное устройство получает до 20% больше полезной энергии за счёт снижения потерь и тепловыделения».

Новый подход не только повышает КПД, но и увеличивает срок службы оборудования — лазер и фотоприёмник меньше перегреваются. 

Данная технология может быть внедрена в существующие системы без создания новых компонентов. Её применение перспективно для удалённых арктических объектов, робототехники, медицинской техники и установок с сильными электромагнитными полями.