Quantumrun

BILDEKREDITT:

iStock

Trådløs strømoverføring: Når energi er tilgjengelig overalt

Bedrifter utvikler systemer for trådløs kraftoverføring (WPT) for å muliggjøre grønn energi og sømløs tilkobling.

Forfatter:
forfatternavn
Quantumrun Foresight
Desember 7, 2022

Oppsummering av innsikt

Trådløs lading har lenge vært en velkommen funksjon på smarttelefoner og andre enheter. Imidlertid leter forskere etter måter å overføre teknologien til mer komplekse maskiner, som roboter og elektriske kjøretøy. Med den nyeste forskningen kan teknologien endelig være klar til å drive neste generasjons autonome enheter.

Kontekst for trådløs kraftoverføring

Det trådløse kraftoverføringssystemet (WPT) er nyttig for ulike formål, inkludert husholdningsapparater og sensorapplikasjoner. En WPT-teknologi tillater energioverføring over en avstand uten bruk av en direkte fysisk forbindelse. Denne funksjonen er nyttig for å drive enheter der bruk av kabler er farlig og upraktisk. Spesielt får det trådløse kraftoverføringssystemet (MRCWPT) med magnetisk resonanskobling oppmerksomhet på grunn av dets høye overføringseffektivitet over lange avstander. MRCWPT-teknologien er veldig lovende for lading og har blitt brukt på medisinske implantater, elektriske kjøretøy, sensornettverk og forbrukerelektronikk.

I 2020 demonstrerte forskere fra University of Stanford hvordan WPT kunne brukes på robotikk, elbiler og droner. Mens trådløse ladeputer for mobiltelefoner allerede er tilgjengelige, fungerer de bare hvis telefonen står stille. Denne praksisen ville imidlertid være upraktisk for elbiler, da det ville bety å koble til på ladestasjoner i en time eller to daglig.

To Stanford-ingeniører publiserte funnene sine i det vitenskapelige tidsskriftet Nature, der de beskrev en teknologi som kan skaleres opp i fremtiden for å drive elektriske kjøretøy i bevegelse. Den nye laboratorieprototypen kan trådløst overføre 10 watt strøm over en avstand på opptil 1 meter. Ingeniørene sier at med noen justeringer kan systemet gi strøm til en elbil som trenger titalls eller hundrevis av kilowatt.

Forstyrrende påvirkning

Noen selskaper og organisasjoner har allerede motvind i WPT-teknologien. I 2021 har startup WiBotics to trådløse robotladesystemer fått sikkerhetssertifikater i Europa, ifølge selskapets administrerende direktør, som beskriver det som et stort fremskritt. Laderne og senderne har nå CE-merke-sertifisering, noe som betyr at de oppfyller EUs helse- og miljøkrav.

I tillegg oppfyller disse systemene protokollen til EUs International Electrotechnical Commission og Canadas CSA (Canadian Standards Association) Group. WiBotic, opprettet ved University of Washington i 2015, har designet batteriladesystemer som automatisk kan drive opp droner og roboter på land eller til sjøs. En strømstyringsprogramvare kalt Commander kan optimalisere batteribruken for en hel flåte ved å jobbe med maskinvaren. Selskapet planlegger å lage et kraftsystem for å lade fremtidige roboter på månen.

I mellomtiden, i 2022, slo Indiana Department of Transportation (INDOT) seg sammen med Purdue University for å utvikle verdens første betongmotorvei for trådløs lading. Prosjektet vil bruke banebrytende magnetiserbar betong – utviklet av den tyske oppstarten Magment GmbH – som lar elektriske kjøretøy lade mens de kjører. Prosjektets to første faser involverer fortautesting, analyse og optimaliseringsforskning utført av Joint Transportation Research Program (JTRP) ved Purdue Universitys West Lafayette campus. I den tredje fasen vil INDOT konstruere et testbed som måler en kvart mil for å teste betongens kraftkapasitet for tunge lastebiler som kjører med høy effekt (200 kilowatt og oppover). Hvis alle tre fasene er fullført, planlegger INDOT å bruke denne teknologien til å elektrifisere en del av en motorvei i Indiana.

Implikasjoner av trådløs kraftoverføring

Større implikasjoner av trådløs kraftoverføring kan omfatte:

Flere byer finansierer WPT-forskning for å transformere offentlig infrastruktur til trådløse ladestasjoner. Denne utviklingen kan hjelpe folk å bytte til elbiler.
Flere startups utvikler langdistanse WPT-systemer som kan fjernlade enheter og utstyr på utfordrende steder, for eksempel autonome undervannsfarkoster.
Produsenter av kabler og ledninger opplever sammentrekning etter hvert som flere mennesker, selskaper, offentlig infrastruktur går over til trådløs lading.
Flere smarte byer setter opp offentlige trådløse ladestasjoner for forskjellige enheter for å oppmuntre til sammenkobling og kontinuerlig datainnsamling.
Den gradvise utskiftingen av tradisjonelle kraftledninger inne i byer med tette nettverk av WPT-overføringsnoder (2050-tallet).
Økt salg av elektriske kjøretøyer, spesielt autonome lastebiler brukt til siste mils leveranser, ettersom WPT kunne støtte deres 24/7 leveringsaktivitet.