Вместо обычных электрических проводов, которые в шахтах или на химических производствах могут создать искру или короткое замыкание, технология Power over Fiber использует свет. Лазер преобразует электричество в световой сигнал, передает его по стеклянной нити, а на выходе фотоприемник превращает свет обратно в ток. Однако широкому распространению этой технологии мешал низкий КПД, особенно когда подключенное устройство потребляло энергию неравномерно, как, например, датчик, который включается лишь на короткое время. В худшем случае до устройства доходило всего 2% энергии от источника.
Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета предложили решение: перевести лазер из непрерывного режима в импульсный с помощью широтно-импульсной модуляции. В пресс-службе вуза проекту Наука Mail рассказали: вместо того чтобы уменьшать мощность, они заставили лазер работать короткими мощными импульсами, а накопление энергии для стабильной работы устройства обеспечивает дополнительный конденсатор.
Компьютерное моделирование подтвердило эффективность метода. При передаче малой мощности до одного ватта традиционный подход давал КПД всего 2%, в то время как новый импульсный режим повысил показатель до 12–14%.
Важно понимать, что даже небольшое повышение КПД в таких системах дает гораздо более существенный эффект для конечного потребителя. Увеличение эффективности на 3–5% означает, что конечное устройство получает до 20% больше полезной энергии. Это связано с тем, что снижаются потери на всех этапах преобразования и уменьшается количество тепла, которое приходится рассеивать
Разработка пермских ученых не требует создания новых лазеров или фотоприемников, что позволяет интегрировать ее в существующие системы. Стабильный КПД и снижение нагрева компонентов делают технологию перспективной для питания оборудования в Арктике, где прокладка кабеля затруднена вечной мерзлотой, а также в космической, подводной и медицинской технике.
Ранее НаукаMail рассказывала, что в Перми создали заживляющее покрытие для титановых имплантов.
