Transfert d'énergie sans fil : lorsque l'énergie est disponible partout

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  Prévision quantique
• 7 décembre 2022

Résumé des informations

La recharge sans fil est depuis longtemps une fonctionnalité appréciée des smartphones et autres appareils. Cependant, les scientifiques cherchent des moyens de transférer la technologie à des machines plus complexes, telles que des robots et des véhicules électriques. Avec les dernières recherches, la technologie pourrait enfin être prête à alimenter les appareils autonomes de nouvelle génération.

Contexte de transfert de puissance sans fil

Le système de transfert d'énergie sans fil (WPT) est utile à diverses fins, y compris les appareils ménagers et les applications de capteurs. Une technologie WPT permet la transmission d'énergie sur une distance sans l'utilisation d'un lien physique direct. Cette fonctionnalité est pratique pour alimenter des appareils où l'utilisation de câbles est dangereuse et peu pratique. En particulier, le système de transfert de puissance sans fil à couplage par résonance magnétique (MRCWPT) attire l'attention en raison de son efficacité de transfert élevée sur de longues distances. La technologie MRCWPT est très prometteuse pour la charge et a été appliquée aux implants médicaux, aux véhicules électriques, aux réseaux de capteurs et à l'électronique grand public. 

En 2020, des chercheurs de l’Université de Stanford ont démontré avec succès comment le WPT pouvait être appliqué à la robotique, aux voitures électriques et aux drones. Bien que des chargeurs sans fil pour téléphones portables soient déjà disponibles, ils ne fonctionnent que si le téléphone est stationnaire. Cependant, cette pratique serait peu pratique pour les voitures électriques car elle nécessiterait de se brancher aux bornes de recharge pendant une heure ou deux par jour.

Deux ingénieurs de Stanford ont publié leurs découvertes dans la revue scientifique Nature, où ils ont décrit une technologie qui pourrait être étendue à l'avenir pour alimenter des véhicules électriques en mouvement. Le nouveau prototype de laboratoire peut transmettre sans fil 10 watts d’électricité sur une distance allant jusqu’à 1 mètre. Les ingénieurs affirment qu’avec quelques ajustements, le système pourrait fournir de l’énergie à une voiture électrique nécessitant des dizaines ou des centaines de kilowatts. 

Impact perturbateur

Certaines entreprises et organisations font déjà face à des difficultés avec la technologie WPT. En 2021, les deux systèmes de chargement de robots sans fil de la startup WiBotic ont obtenu des certificats de sécurité en Europe, selon le PDG de l'entreprise, qui le décrit comme une avancée majeure. Les chargeurs et les émetteurs sont désormais certifiés CE, ce qui signifie qu'ils répondent aux exigences de l'Union européenne (UE) en matière de santé et de protection de l'environnement.

De plus, ces systèmes répondent au protocole de la Commission électrotechnique internationale de l'UE et du groupe CSA (Association canadienne de normalisation) du Canada. WiBotic, créée à l'Université de Washington en 2015, a conçu des systèmes de recharge de batteries capables d'alimenter automatiquement drones et robots sur terre ou en mer. Un logiciel de gestion de l'énergie appelé Commander peut optimiser l'utilisation de la batterie pour l'ensemble d'une flotte en travaillant avec le matériel. L'entreprise envisage de créer un système électrique pour charger les futurs robots sur la Lune.

Pendant ce temps, en 2022, le ministère des Transports de l'Indiana (INDOT) s'est associé à l'Université Purdue pour développer la première autoroute en béton de recharge sans fil au monde. Le projet utilisera du béton magnétisable de pointe, développé par la startup allemande Magment GmbH, qui permet aux véhicules électriques de se recharger pendant qu'ils roulent. Les deux premières phases du projet impliquent des tests de chaussée, des analyses et des recherches d'optimisation menées par le programme conjoint de recherche sur les transports (JTRP) sur le campus West Lafayette de l'Université Purdue. Dans la troisième phase, INDOT construira un banc d'essai mesurant un quart de mile pour tester la capacité de puissance du béton pour les camions lourds fonctionnant à haute puissance (200 kilowatts et plus). Si les trois phases sont terminées avec succès, INDOT prévoit d'utiliser cette technologie pour électrifier une partie d'une autoroute inter-États dans l'Indiana.

Implications du transfert d'énergie sans fil

Les implications plus larges du transfert d'énergie sans fil peuvent inclure : 

• Plus de villes financent la recherche WPT pour transformer les infrastructures publiques en bornes de recharge sans fil. Ce développement peut aider les gens à passer aux véhicules électriques.
• Davantage de startups développent des systèmes WPT longue distance capables de recharger à distance des appareils et des équipements dans des endroits difficiles, tels que des véhicules sous-marins autonomes.
• Les fabricants de câbles et de fils connaissent une contraction de leurs activités alors que de plus en plus de personnes, d'entreprises et d'infrastructures publiques passent à la recharge sans fil.
• Davantage de villes intelligentes mettent en place des bornes de recharge sans fil publiques pour différents appareils afin d'encourager l'interconnectivité et la collecte continue de données.
• Le remplacement progressif des lignes électriques traditionnelles à l'intérieur des villes par des réseaux denses de nœuds de transmission WPT (années 2050).
• Augmentation des ventes de véhicules électriques, en particulier de camions autonomes utilisés pour les livraisons du dernier kilomètre, car WPT pourrait soutenir son activité de livraison 24h/7 et XNUMXj/XNUMX.

Questions à considérer

• Si vous utilisez le WPT pour vos appareils, qu'est-ce qui vous plaît le plus ?
• Sinon, comment le WPT peut-il changer la façon dont les gens utilisent leurs appareils ?