Numerical Research on Wireless Inductive and Capacitive Power Transfer Systems

Year 2022, Volume: 14 Issue: 2, 975 - 980, 31.07.2022

Mehmet Zahid Erel

https://doi.org/10.29137/umagd.1111436

Abstract

Wireless power transfer technology has been a topic of interest in recent years. Compared to wired charging technology, it offers many advantages such as simple design, low cost, flexibility, safe and long-lasting operation. The main purpose of the paper is to present numerical research using Scopus database on inductive and capacitive power transfer systems that prominent among other wireless charging technologies. In this context, the number of documents in the literature is given according to the years, authors, and countries. Meantime, the relevant subject areas and document types are presented as a percentage. As a result of the research, it has been observed that the studies on inductive power transfer are more available than the capacitive power transfer. The number of documents for both wireless charging technologies peaked in 2019. Moreover, America and China are superior to the others when compared in terms of documentation. While China is superior to America in inductive charging technology, America surpasses China in capacitive charging technology. The variations of engineering and conference papers are more figured in both wireless charging technologies than others. This paper is expected to serve as a significant reference for researchers who are interested in wireless charging technology.

Keywords

Wireless power transfer, wireless charging technology, inductive power transfer, capacitive power transfer, numerical research, Wireless power transfer, wireless charging technology, inductive power transfer, capacitive power transfer, numerical research

Kablosuz Endüktif ve Kapasitif Güç Transferi Sistemleri Üzerine Nümerik Araştırma

Abstract

Kablosuz güç transferi teknolojisi son yıllarda ilgi çeken bir konu olmuştur. Kablolu şarj teknolojisine göre basit tasarım, düşük maliyet, esneklik, güvenli ve uzun ömürlü işletim gibi birçok avantaj sunmaktadır. Bu makalenin asıl amacı diğer kablosuz şarj teknolojileri arasında öne çıkan endüktif ve kapasitif güç transferi sistemleri üzerine Scopus veri tabanı kullanılarak nümerik araştırma sunmaktır. Bu kapsamda, literatürdeki belge sayılarının yıllara, yazarlara ve ülkelere göre değişimi verilmiştir. Aynı zamanda ilgili konu alanları ve belge tipleri yüzdelik olarak sunulmuştur. Araştırmanın sonucunda, endüktif güç transferi üzerine çalışmaların kapasitif güç transferine göre daha çok yer aldığı görülmüştür. Her iki kablosuz şarj teknolojisi için belge sayısı 2019 yılında zirve yapmıştır. Buna ilaveten, ülkeler arasında kıyaslama yapıldığında Amerika ve Çin diğerlerine göre dokümantasyon bakımından üstün durumdadır. Endüktif teknolojinin kullanıldığı çalışmalarda Çin, Amerika’ya göre üstün durumda iken kapasitif çalışmalarda Amerika, Çin’e göre üstün durumdadır. Her iki kablosuz şarj teknolojisi için mühendislik ve konferans bildirileri değişkenleri diğer değişkenlere göre literatürde daha çok yer almıştır. Bu çalışmanın endüktif ve kapasitif kablosuz şarj teknolojisi ile ilgilenen araştırmacılar için önemli bir referans olması beklenmektedir.

Keywords

Kablosuz güç transferi, kablosuz şarj teknolojisi, endüktif güç transferi, kapasitif güç transferi, nümerik araştırma

References

• Erel, M. Z., Bayindir, K. C., Aydemir, M. T., Chaudhary, S. K., & Guerrero, J. M. (2022). A Comprehensive Review on Wireless Capacitive Power Transfer Technology: Fundamentals and Applications. IEEE Access, 10, 3116-3143. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3139761
• Garnica, J., Chinga, R. A., & Lin, J. (2013). Wireless power transmission: From far field to near field. Proceedings of the IEEE, 101(6), 1321-1331.
• Hu, B., Li, H., Li, T., Wang, H., Zhou, Y., Zhao, X., ... & Ghannouchi, F. (2021). A long-distance high-power microwave wireless power transmission system based on asymmetrical resonant magnetron and cyclotron-wave rectifier. Energy Reports, 7, 1154-1161.
• Hu, Z., Goodall, M., Zhao, L., Zhu, Q., & Hu, A. P. (2020, November). A comparative study of different compensation topologies for capacitive power transfer. In 2020 IEEE PELS Workshop on Emerging Technologies: Wireless Power Transfer (WoW) (pp. 389-394). IEEE.
• Lim, J., Khwaja, T. S., & Ha, J. (2019). Wireless optical power transfer system by spatial wavelength division and distributed laser cavity resonance. Optics express, 27(12), A924-A935.
• Lu, F., Zhang, H., & Mi, C. (2017). A review on the recent development of capacitive wireless power transfer technology. Energies, 10(11), 1752.
• Machura, P., & Li, Q. (2019). A critical review on wireless charging for electric vehicles. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 104, 209-234.
• Marincic, A. S. (1982). Nikola tesla and the wireless transmission of energy. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, (10), 4064-4068.
• Nguyen, H. T., Alsawalhi, J. Y., Al Hosani, K., Al-Sumaiti, A. S., Al Jaafari, K. A., Byon, Y. J., & El Moursi, M. S. (2021). Review Map of Comparative Designs for Wireless High-Power Transfer Systems in EV Applications: Maximum Efficiency, ZPA, and CC/CV Modes at Fixed Resonance Frequency Independent From Coupling Coefficient. IEEE Transactions on Power Electronics, 37(4), 4857-4876.
• Sinha, S., Maji, S., & Afridi, K. K. (2021, June). Comparison of Large Air-Gap Inductive and Capacitive Wireless Power Transfer Systems. In 2021 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC) (pp. 1604-1609). IEEE.
• Zhang, Z., Pang, H., Georgiadis, A., & Cecati, C. (2018). Wireless power transfer—An overview. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 66(2), 1044-1058.