Notícia

Fibra óptica pode viabilizar fonte de alimentação remota fotovoltaica

A principal aplicação da transmissão remota de energia para circuitos e dispositivos eletrônicos por meio de fibra óptica é no fornecimento de energia para sensores e atuadores (e seus componentes eletrônicos associados) nas chamadas ‘zonas de exclusão’

Denny Müller via Unsplash

Fonte

Universidade Politécnica de Madri

Data

terça-feira, 5 abril 2022 06:25

Áreas

Bioeletrônica. Biomedicina. Engenharia Biomédica. Física Médica. Sistemas de Controle.

A energia remota, ou seja, a transmissão remota de energia para circuitos e dispositivos eletrônicos por meio de fibra óptica, oferece uma solução para um grande número de situações problemáticas. Sua principal aplicação é no fornecimento de energia para sensores e atuadores (e seus componentes eletrônicos associados) nas chamadas ‘zonas de exclusão’. Uma zona de exclusão é aquela em que o uso convencional de energia elétrica não é possível devido a um ambiente hostil como, por exemplo, a existência de uma atmosfera explosiva, um ambiente eletromagnético intenso ou a indisponibilidade de energia elétrica no local onde é necessária, por exemplo.

Mas, o fornecimento remoto de energia por fibra óptica é uma opção viável no momento? Pesquisadores do Grupo de Semicondutores III-V do Instituto de Energia Solar da Universidade Politécnica de Madri (UPM) e do Grupo de Displays e Aplicações Fotônicas da Universidade Carlos III, na Espanha, analisaram o tema e publicaram um artigo de revisão sobre o fornecimento remoto de energia fotovoltaica através de fibra óptica na revista científica Joule.

O artigo faz parte da colaboração entre ambos os grupos, patrocinada pela Comunidade de Madri no âmbito da Chamada para Projetos Sinérgicos em Áreas Científicas Novas e Emergentes através do projeto “Tele-energia fotovoltaica por fibra óptica para medição e controle em ambientes extremos, TEFLON-CM“.

“Um sistema remoto de energia fotovoltaica por fibra óptica é composto por uma fonte de luz monocromática (normalmente um laser), um meio de transmissão (fibra óptica) e um conversor fotovoltaico. Nesses sistemas, a fonte de luz converte a energia elétrica (retirada de uma região não conflitante) em energia de luz, que é enviada pela fibra óptica para o conversor fotovoltaico. Tanto a fibra óptica quanto o conversor estão localizados dentro de uma zona de exclusão. Portanto, a energia é transportada em forma de luz e o conversor fotovoltaico transforma a potência luminosa do laser acoplado à fibra em eletricidade na área de uso”.

Além disso, esses sistemas também permitem que os dados sejam enviados pela fibra entre a unidade remota e a estação base.

Existem outras possibilidades para alimentar sistemas remotos. Usar baterias é o mais simples. No entanto, sua substituição deve ser realizada periodicamente e é cara (mão de obra, preço da bateria nova, tempo de montagem). Além disso, substituir uma bateria dentro de uma região de exclusão pode ser perigoso, caro ou mesmo impossível. Por esse motivo, algumas tentativas foram feitas para utilizar a energia de micro-ondas, mas ficou comprovado que é uma opção cara, além de sua repercussão na saúde não ser clara.

Portanto, para os pesquisadores, em relação a essas opções, o uso de sistemas remotos de energia por fibra apresenta muitas vantagens, dentre elas: isolamento elétrico entre os componentes do sistema em ambos os lados da fibra, imunidade a ruídos eletromagnéticos, menor peso da fibra óptica versus cabo de cobre, supressão e manutenção da bateria e flexibilidade na colocação do sensor, pois não é necessária uma tomada elétrica próxima.

“Os sistemas remotos de energia fotovoltaica de fibra óptica têm muitas aplicações no campo de medição remota e controle de processos em ambientes extremos, como linhas de alta tensão, gás, química, plantas petroquímicas, mineração, depósitos de combustível em aviões, satélites, usinas nucleares, combate a incêndios e biomedicina, por exemplo”, concluíram os pesquisadores, que lembram que os conversores fotovoltaicos para luz laser são os dispositivos com maior eficiência fotovoltaica, atingindo eficiências superiores a 60%.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Politécnica de Madri (em espanhol).

Fonte: Universidade Politécnica de Madri. Imagem: feixe de fibras ópticas. Fonte: Denny Müller via Unsplash.

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