Безжичен трансфер на енергия: Когато енергията е достъпна навсякъде

• Автор:
• име Автор

  Quantumrun Foresight
• Декември 7, 2022

Резюме на прозрението

Безжичното зареждане отдавна е добре дошла функция на смартфони и други устройства. Учените обаче търсят начини да прехвърлят технологията към по-сложни машини, като роботи и електрически превозни средства. С най-новите изследвания технологията може най-накрая да е готова да захранва автономните устройства от следващо поколение.

Контекст за безжичен трансфер на енергия

Системата за безжичен трансфер на енергия (WPT) е полезна за различни цели, включително домашни уреди и сензорни приложения. Технологията WPT позволява предаване на енергия на разстояние без използването на директна физическа връзка. Тази функция е удобна при захранване на устройства, където използването на кабели е опасно и неудобно. По-специално, системата за безжичен пренос на енергия с магнитно резонансно свързване (MRCWPT) привлича внимание поради високата си ефективност на пренос на големи разстояния. Технологията MRCWPT е много обещаваща за зареждане и се прилага за медицински импланти, електрически превозни средства, сензорни мрежи и потребителска електроника. 

През 2020 г. изследователи от Станфордския университет успешно демонстрираха как WPT може да се приложи към роботика, електрически автомобили и дронове. Докато подложките за безжично зареждане за мобилни телефони вече са налични, те работят само ако телефонът е неподвижен. Тази практика обаче би била неудобна за електрическите автомобили, тъй като би означавала да се включват в зарядните станции за час или два на ден.

Двама инженери от Станфорд публикуваха откритията си в научното списание Nature, където описаха технология, която може да бъде увеличена в бъдеще за захранване на движещи се електрически превозни средства. Новият лабораторен прототип може безжично да предава 10 вата електричество на разстояние до 1 метър. Инженерите казват, че с някои корекции системата може да осигури мощност за електрическа кола, която се нуждае от десетки или стотици киловати. 

Разрушително въздействие

Някои компании и организации вече правят насрещни ветрове в WPT технологията. През 2021 г. двете системи за безжично зареждане на роботи на стартъп WiBotic получиха сертификати за безопасност в Европа, според главния изпълнителен директор на компанията, който описва това като голяма стъпка напред. Зарядните устройства и предавателите вече имат сертификат CE Mark, което означава, че отговарят на изискванията на Европейския съюз (ЕС) за опазване на здравето и околната среда.

В допълнение, тези системи отговарят на протокола на Международната електротехническа комисия на ЕС и CSA (Канадската асоциация по стандартизация) на Канада. WiBotic, създадена във Вашингтонския университет през 2015 г., е проектирала системи за зареждане на батерии, които могат автоматично да захранват дронове и роботи на сушата или в морето. Софтуерът за управление на захранването, наречен Commander, може да оптимизира използването на батерията за цяла флота, като работи с хардуера. Компанията планира да създаде енергийна система за зареждане на бъдещи роботи на Луната.

Междувременно през 2022 г. Министерството на транспорта на Индиана (INDOT) се обедини с университета Purdue, за да разработи първата в света бетонна магистрала за безжично зареждане. Проектът ще използва авангарден магнетизиращ се бетон, разработен от немския стартъп Magment GmbH, който позволява на електрическите превозни средства да се зареждат, докато се движат. Първите две фази на проекта включват тестване, анализ и оптимизиране на настилката, проведени от Съвместната транспортна изследователска програма (JTRP) в кампуса на университета Purdue в Уест Лафайет. В третата фаза INDOT ще построи тестова стенда с размери една четвърт миля, за да тества мощността на бетона за тежки камиони, работещи с висока мощност (200 киловата и повече). Ако и трите фази бъдат завършени успешно, INDOT планира да използва тази технология за електрифициране на част от междущатска магистрала в Индиана.

Последици от безжичния пренос на енергия

По-широките последици от безжичния пренос на енергия могат да включват: 

• Повече градове финансират WPT изследвания за трансформиране на обществената инфраструктура в безжични станции за зареждане. Това развитие може да помогне на хората да преминат към електрически превозни средства.
• Повече стартиращи фирми, разработващи WPT системи на дълги разстояния, които могат дистанционно да зареждат устройства и оборудване на трудни места, като например автономни подводни превозни средства.
• Производителите на кабели и проводници изпитват свиване на бизнеса, тъй като все повече хора, корпорации, обществена инфраструктура преминават към безжично зареждане.
• Повече умни градове, които създават обществени безжични станции за зареждане за различни устройства, за да насърчат взаимосвързаността и непрекъснатото събиране на данни.
• Постепенната замяна на традиционните електропроводи в градовете с плътни мрежи от преносни възли на WPT (2050 г.).
• Увеличени продажби на електрически превозни средства, по-специално на автономни камиони, използвани за доставки на последната миля, тъй като WPT може да поддържа дейността си по доставка 24/7.

Въпроси за разглеждане

• Ако използвате WPT за вашите устройства, какво ви харесва най-много в него?
• Как иначе WPT може да промени начина, по който хората използват своите устройства?