Quantumrun

KREDIT ZA SLIKU:

iStock

Bežični prijenos energije: kada je energija svuda dostupna

Kompanije razvijaju sisteme bežičnog prijenosa energije (WPT) kako bi omogućili zelenu energiju i besprijekornu povezanost.

Autor:
Ime autora
Quantumrun Foresight
Decembar 7, 2022

Sažetak uvida

Bežično punjenje je odavno dobrodošla karakteristika pametnih telefona i drugih uređaja. Međutim, naučnici traže načine da prenesu tehnologiju na složenije mašine, kao što su roboti i električna vozila. Uz najnovije istraživanje, tehnologija bi konačno mogla biti spremna za napajanje autonomnih uređaja sljedeće generacije.

Kontekst bežičnog prijenosa energije

Sistem bežičnog prijenosa energije (WPT) je koristan za različite svrhe, uključujući kućne aparate i senzorske aplikacije. WPT tehnologija omogućava prijenos energije na daljinu bez korištenja direktne fizičke veze. Ova funkcija je zgodna za napajanje uređaja gdje je korištenje kablova opasno i nezgodno. Konkretno, sistem bežičnog prijenosa energije s magnetnom rezonantnom spregom (MRCWPT) privlači pažnju zbog svoje visoke efikasnosti prijenosa na velike udaljenosti. MRCWPT tehnologija je vrlo obećavajuća za punjenje i primijenjena je na medicinske implantate, električna vozila, senzorske mreže i potrošačku elektroniku.

Istraživači sa Univerziteta Stanford su 2020. uspješno demonstrirali kako se WPT može primijeniti na robotiku, električne automobile i dronove. Iako su podloge za bežično punjenje za mobilne telefone već dostupne, one rade samo ako je telefon nepomičan. Međutim, ova praksa bi bila nezgodna za električne automobile jer bi to značilo priključivanje na punionice na sat ili dva dnevno.

Dva inženjera sa Stanforda objavila su svoja otkrića u naučnom časopisu Nature, gdje su opisali tehnologiju koja bi se u budućnosti mogla proširiti na pogon električnih vozila koja se kreću. Novi laboratorijski prototip može bežično prenijeti 10 vati električne energije na udaljenosti do 1 metar. Inženjeri kažu da bi uz određena podešavanja sistem mogao da obezbedi snagu za električni automobil koji treba desetine ili stotine kilovata.

Ometajući uticaj

Neke kompanije i organizacije već prave udarce u WPT tehnologiji. U 2021. godini, startup WiBotic-ova dva bežična sistema za punjenje robota dobila su sigurnosne certifikate u Europi, prema riječima izvršnog direktora kompanije, koji to opisuje kao veliki korak naprijed. Punjači i odašiljači sada imaju CE oznaku certifikata, što znači da ispunjavaju zahtjeve Evropske unije (EU) za zdravlje i zaštitu okoliša.

Osim toga, ovi sistemi ispunjavaju protokole Međunarodne elektrotehničke komisije EU i kanadske grupe CSA (Canadian Standards Association). WiBotic, kreiran na Univerzitetu Washington 2015. godine, dizajnirao je sisteme za punjenje baterija koji mogu automatski uključiti dronove i robote na kopnu ili na moru. Softver za upravljanje napajanjem pod nazivom Commander može optimizirati korištenje baterije za cijelu flotu radeći s hardverom. Kompanija planira da stvori sistem napajanja za punjenje budućih robota na Mesecu.

U međuvremenu, 2022. godine, Ministarstvo transporta Indijane (INDOT) se udružilo sa Univerzitetom Purdue kako bi razvili prvi svjetski betonski autoput za bežično punjenje. Projekat će koristiti vrhunski magnetizirajući beton—razvijen u njemačkom startupu Magment GmbH—koji omogućava električnim vozilima da se pune dok voze. Prve dvije faze projekta uključuju testiranje kolovoza, analizu i istraživanje optimizacije koje je sproveo Joint Transportation Research Program (JTRP) u kampusu West Lafayette Univerziteta Purdue. U trećoj fazi, INDOT će izgraditi poligon veličine jedne četvrtine milje za testiranje snage betona za teške kamione koji rade na visokoj snazi (200 kilovata i više). Ako sve tri faze budu uspješno završene, INDOT planira koristiti ovu tehnologiju za elektrifikaciju dijela međudržavnog autoputa u Indijani.

Implikacije bežičnog prijenosa energije

Šire implikacije bežičnog prijenosa energije mogu uključivati:

Više gradova finansira WPT istraživanja za transformaciju javne infrastrukture u bežične stanice za punjenje. Ovaj razvoj može pomoći ljudima da pređu na električna vozila.
Više startupa razvija WPT sisteme na daljinu koji mogu daljinski puniti uređaje i opremu na izazovnim lokacijama, kao što su autonomna podvodna vozila.
Proizvođači kablova i žica doživljavaju kontrakciju poslovanja jer sve više ljudi, korporacija, javne infrastrukture prelazi na bežično punjenje.
Pametniji gradovi postavljaju javne bežične stanice za punjenje za različite uređaje kako bi potaknuli međusobnu povezanost i kontinuirano prikupljanje podataka.
Postepena zamena tradicionalnih dalekovoda unutar gradova sa gustim mrežama WPT prenosnih čvorova (2050-e).
Povećana prodaja električnih vozila, posebno autonomnih kamiona koji se koriste za isporuke u posljednjoj milji, jer bi WPT mogao podržati njihovu aktivnost isporuke 24/7.