Quantumrun

KREDIT ZA SLIKO:

iStock

Brezžični prenos energije: Ko je energija na voljo povsod

Podjetja razvijajo sisteme za brezžični prenos energije (WPT), ki omogočajo zeleno energijo in brezhibno povezljivost.

Avtor:
ime avtorja
Quantumrun Foresight
December 7, 2022

Povzetek vpogleda

Brezžično polnjenje je že dolgo dobrodošla lastnost pametnih telefonov in drugih naprav. Vendar znanstveniki iščejo načine za prenos tehnologije na bolj zapletene stroje, kot so roboti in električna vozila. Z najnovejšimi raziskavami bo tehnologija morda končno pripravljena za napajanje avtonomnih naprav naslednje generacije.

Kontekst brezžičnega prenosa energije

Sistem za brezžični prenos energije (WPT) je uporaben za različne namene, vključno z gospodinjskimi aparati in senzorskimi aplikacijami. Tehnologija WPT omogoča prenos energije na daljavo brez uporabe neposredne fizične povezave. Ta funkcija je priročna pri napajanju naprav, kjer je uporaba kablov nevarna in neprijetna. Zlasti sistem za brezžični prenos energije z magnetno resonančno sklopko (MRCWPT) pridobiva pozornost zaradi visoke učinkovitosti prenosa na velike razdalje. Tehnologija MRCWPT je zelo obetavna za polnjenje in se uporablja za medicinske vsadke, električna vozila, senzorska omrežja in potrošniško elektroniko.

Leta 2020 so raziskovalci Univerze v Stanfordu uspešno pokazali, kako bi lahko WPT uporabili v robotiki, električnih avtomobilih in dronih. Medtem ko so brezžične polnilne ploščice za mobilne telefone že na voljo, delujejo le, če telefon miruje. Vendar pa bi bila ta praksa za električne avtomobile neprijetna, saj bi pomenila priklop na polnilnih postajah uro ali dve dnevno.

Dva inženirja Stanforda sta svoje ugotovitve objavila v znanstveni reviji Nature, kjer sta opisala tehnologijo, ki bi jo lahko v prihodnosti nadgradili za napajanje premikajočih se električnih vozil. Novi laboratorijski prototip lahko brezžično prenaša 10 vatov električne energije na razdaljo do 1 metra. Inženirji pravijo, da bi sistem z nekaj prilagoditvami lahko zagotovil moč za električni avtomobil, ki potrebuje več deset ali sto kilovatov.

Moteč vpliv

Nekatera podjetja in organizacije že povzročajo težave pri tehnologiji WPT. Leta 2021 sta dva brezžična robotska polnilna sistema zagonskega podjetja WiBotic prejela varnostne certifikate v Evropi, je povedal izvršni direktor podjetja, ki to opisuje kot velik korak naprej. Polnilniki in oddajniki imajo zdaj certifikat CE Mark, kar pomeni, da izpolnjujejo zahteve Evropske unije (EU) za varovanje zdravja in okolja.

Poleg tega ti sistemi ustrezajo protokolu Mednarodne komisije za elektrotehniko EU in kanadske skupine CSA (Kanadsko združenje za standarde). WiBotic, ustanovljen na Univerzi v Washingtonu leta 2015, je oblikoval sisteme za polnjenje baterij, ki lahko samodejno napajajo drone in robote na kopnem ali v morju. Programska oprema za upravljanje porabe energije, imenovana Commander, lahko optimizira porabo baterije za celotno floto tako, da deluje s strojno opremo. Podjetje namerava ustvariti električni sistem za polnjenje prihodnjih robotov na Luni.

Medtem se je leta 2022 Ministrstvo za promet Indiane (INDOT) povezalo z univerzo Purdue, da bi razvili prvo betonsko avtocesto za brezžično polnjenje na svetu. Projekt bo uporabil najsodobnejši magnetni beton, ki ga je razvilo nemško zagonsko podjetje Magment GmbH, ki omogoča polnjenje električnih vozil med vožnjo. Prvi dve fazi projekta vključujeta testiranje pločnikov, analizo in optimizacijske raziskave, ki jih izvaja Skupni transportni raziskovalni program (JTRP) v kampusu West Lafayette Univerze Purdue. V tretji fazi bo INDOT izdelal preskusno površino, ki meri eno četrt milje, da bi preizkusil moč betona za težke tovornjake, ki delujejo z visoko močjo (200 kilovatov in več). Če bodo vse tri faze uspešno zaključene, INDOT načrtuje uporabo te tehnologije za elektrifikacijo dela meddržavne avtoceste v Indiani.

Posledice brezžičnega prenosa energije

Širše posledice brezžičnega prenosa energije lahko vključujejo:

Več mest financira raziskave WPT za preoblikovanje javne infrastrukture v brezžične polnilne postaje. Ta razvoj lahko ljudem pomaga pri prehodu na električna vozila.
Več startupov, ki razvijajo sisteme WPT na dolge razdalje, ki lahko na daljavo polnijo naprave in opremo na zahtevnih lokacijah, kot so avtonomna podvodna vozila.
Proizvajalci kablov in žic doživljajo krčenje poslovanja, saj vse več ljudi, korporacij, javne infrastrukture prehaja na brezžično polnjenje.
Več pametnih mest, ki postavljajo javne brezžične polnilne postaje za različne naprave, da bi spodbudili medsebojno povezljivost in stalno zbiranje podatkov.
Postopna zamenjava tradicionalnih daljnovodov v mestih z gostimi omrežji prenosnih vozlišč WPT (2050).
Povečana prodaja električnih vozil, zlasti avtonomnih tovornjakov, ki se uporabljajo za dostavo zadnje milje, saj bi WPT lahko podpiral njihovo dejavnost dostave 24/7.