Transfer de putere fără fir: Când energia este disponibilă peste tot

• Autor:
• Numele autorului

  Previziune Quantumrun
• December 7, 2022

Rezumat perspectivă

Încărcarea fără fir a fost mult timp o caracteristică binevenită a smartphone-urilor și a altor dispozitive. Cu toate acestea, oamenii de știință caută modalități de a transfera tehnologia la mașini mai complexe, cum ar fi roboții și vehiculele electrice. Cu cele mai recente cercetări, tehnologia ar putea fi în sfârșit gata să alimenteze dispozitivele autonome de următoarea generație.

Context de transfer de putere fără fir

Sistemul de transfer de putere fără fir (WPT) este util pentru diverse scopuri, inclusiv pentru aparate electrocasnice și aplicații cu senzori. O tehnologie WPT permite transmiterea energiei pe o distanță fără utilizarea unei legături fizice directe. Această caracteristică este utilă pentru alimentarea dispozitivelor în care utilizarea cablurilor este periculoasă și incomodă. În special, sistemul de transfer de putere fără fir cu cuplare rezonantă magnetică (MRCWPT) câștigă atenție datorită eficienței sale mari de transfer pe distanțe lungi. Tehnologia MRCWPT este foarte promițătoare pentru încărcare și a fost aplicată la implanturi medicale, vehicule electrice, rețele de senzori și electronice de larg consum. 

În 2020, cercetătorii de la Universitatea din Stanford au demonstrat cu succes modul în care WPT ar putea fi aplicat la robotică, mașini electrice și drone. În timp ce suporturile de încărcare fără fir pentru telefoane mobile sunt deja disponibile, acestea funcționează numai dacă telefonul este staționar. Cu toate acestea, această practică ar fi incomodă pentru mașinile electrice, deoarece ar însemna conectarea la stațiile de încărcare timp de o oră sau două pe zi.

Doi ingineri din Stanford și-au publicat descoperirile în revista științifică Nature, unde au descris o tehnologie care ar putea fi extinsă în viitor pentru a alimenta vehiculele electrice în mișcare. Noul prototip de laborator poate transmite fără fir 10 wați de electricitate pe o distanță de până la 1 metru. Inginerii spun că, cu unele ajustări, sistemul ar putea furniza energie pentru o mașină electrică care are nevoie de zeci sau sute de kilowați. 

Impact perturbator

Unele companii și organizații fac deja vânturi în contra în tehnologia WPT. În 2021, cele două sisteme wireless de încărcare roboți ale startup-ului WiBotic au primit certificate de siguranță în Europa, potrivit CEO-ului companiei, care îl descrie drept un pas major înainte. Încărcătoarele și transmițătoarele au acum certificare marca CE, ceea ce înseamnă că îndeplinesc cerințele Uniunii Europene (UE) de sănătate și protecție a mediului.

În plus, aceste sisteme respectă protocolul Comisiei Electrotehnice Internaționale a UE și al Grupului CSA (Canadian Standards Association) din Canada. WiBotic, creat la Universitatea din Washington în 2015, a proiectat sisteme de încărcare a bateriilor care pot alimenta automat drone și roboți pe uscat sau pe mare. Un software de gestionare a energiei numit Commander poate optimiza utilizarea bateriei pentru o întreagă flotă lucrând cu hardware-ul. Compania intenționează să creeze un sistem de alimentare pentru a încărca viitorii roboți de pe Lună.

Între timp, în 2022, Departamentul de Transport din Indiana (INDOT) a făcut echipă cu Universitatea Purdue pentru a dezvolta prima autostradă din beton cu încărcare fără fir din lume. Proiectul va folosi beton magnetizabil de ultimă generație – dezvoltat de startup-ul german Magment GmbH – care permite vehiculelor electrice să se încarce în timp ce conduc. Primele două faze ale proiectului implică testarea pavajului, analiza și cercetarea de optimizare efectuată de Joint Transportation Research Program (JTRP) din campusul West Lafayette al Universității Purdue. În a treia fază, INDOT va construi un banc de testare care măsoară un sfert de milă pentru a testa capacitatea de putere a betonului pentru camioanele grele care rulează la putere mare (200 kilowați și mai mult). Dacă toate cele trei faze sunt finalizate cu succes, INDOT plănuiește să folosească această tehnologie pentru a electrifica o parte a unei autostrăzi interstatale din Indiana.

Implicațiile transferului de putere fără fir

Implicațiile mai largi ale transferului de putere fără fir pot include: 

• Mai multe orașe finanțează cercetarea WPT pentru a transforma infrastructura publică în stații de încărcare fără fir. Această dezvoltare poate ajuta oamenii să treacă la vehicule electrice.
• Mai multe startup-uri care dezvoltă sisteme WPT pe distanțe lungi care pot încărca de la distanță dispozitive și echipamente în locații dificile, cum ar fi vehiculele subacvatice autonome.
• Producătorii de cabluri și fire care se confruntă cu o contracție a afacerii pe măsură ce mai mulți oameni, corporații și infrastructura publică trec la încărcarea fără fir.
• Mai multe orașe inteligente creează stații publice de încărcare fără fir pentru diferite dispozitive pentru a încuraja interconectivitatea și colectarea continuă de date.
• Înlocuirea treptată a liniilor electrice tradiționale în interiorul orașelor cu rețele dense de noduri de transmisie WPT (anii 2050).
• Vânzări crescute de vehicule electrice, în special de camioane autonome utilizate pentru livrările de ultimul mile, deoarece WPT le-ar putea susține activitatea de livrare 24/7.

Întrebări de luat în considerare

• Dacă utilizați WPT pentru dispozitivele dvs., ce vă place cel mai mult la acesta?
• Cum altfel poate WPT să schimbe modul în care oamenii își folosesc dispozitivele?