Quantumrun

KREDIT ZA SLIKE:

Istockphoto

Bežični prijenos energije: Kada je energija dostupna posvuda

Kompanije razvijaju sustave bežičnog prijenosa energije (WPT) kako bi omogućile zelenu energiju i besprijekorno povezivanje.

Autor:
ime autora
Quantumrun Foresight
Prosinac 7, 2022

Sažetak uvida

Bežično punjenje je dugo dobrodošla značajka pametnih telefona i drugih uređaja. Međutim, znanstvenici traže načine za prijenos tehnologije na složenije strojeve, poput robota i električnih vozila. S najnovijim istraživanjem, tehnologija bi konačno mogla biti spremna za napajanje autonomnih uređaja sljedeće generacije.

Kontekst bežičnog prijenosa energije

Sustav bežičnog prijenosa energije (WPT) koristan je za različite svrhe, uključujući kućanske uređaje i senzorske aplikacije. WPT tehnologija omogućuje prijenos energije na daljinu bez korištenja izravne fizičke veze. Ova značajka je korisna za napajanje uređaja gdje je korištenje kabela opasno i nezgodno. Konkretno, sustav bežičnog prijenosa energije s magnetskom rezonantnom spregom (MRCWPT) privlači pažnju zbog svoje visoke učinkovitosti prijenosa na velike udaljenosti. MRCWPT tehnologija je vrlo obećavajuća za punjenje i primijenjena je na medicinske implantate, električna vozila, senzorske mreže i potrošačku elektroniku.

Godine 2020. istraživači Sveučilišta Stanford uspješno su demonstrirali kako se WPT može primijeniti na robotiku, električne automobile i dronove. Iako su bežični punjači za mobilne telefone već dostupni, oni rade samo ako je telefon nepomičan. Međutim, ova praksa bi bila nezgodna za električne automobile jer bi značila uključivanje na punionicama sat ili dva dnevno.

Dva inženjera sa Stanforda objavila su svoja otkrića u znanstvenom časopisu Nature, gdje su opisali tehnologiju koja bi se u budućnosti mogla proširiti za pogon pokretnih električnih vozila. Novi laboratorijski prototip može bežično prenijeti 10 vata električne energije na udaljenosti do 1 metra. Inženjeri kažu da bi sustav uz neke prilagodbe mogao osigurati snagu za električni automobil koji treba desetke ili stotine kilovata.

Razarajući učinak

Neke tvrtke i organizacije već stvaraju probleme WPT tehnologiji. Godine 2021. dva bežična robotska sustava za punjenje startup WiBotic dobila su sigurnosne certifikate u Europi, prema riječima izvršnog direktora tvrtke, koji to opisuje kao veliki korak naprijed. Punjači i odašiljači sada imaju certifikat CE oznake, što znači da ispunjavaju zahtjeve Europske unije (EU) za zaštitu zdravlja i okoliša.

Osim toga, ovi sustavi zadovoljavaju protokol Međunarodne elektrotehničke komisije EU i kanadske CSA (Canadian Standards Association) grupe. WiBotic, stvoren na Sveučilištu Washington 2015., dizajnirao je sustave za punjenje baterija koji mogu automatski pokretati 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. Tvrtka planira stvoriti energetski sustav za punjenje budućih robota na Mjesecu.

U međuvremenu, 2022. godine, Ministarstvo prometa Indiane (INDOT) udružilo se sa Sveučilištem Purdue kako bi razvili prvu svjetsku betonsku autocestu za bežično punjenje. Projekt će koristiti najsuvremeniji magnetizirajući beton—koji je razvio njemački startup Magment GmbH—koji omogućuje punjenje električnih vozila dok se voze. Prve dvije faze projekta uključuju ispitivanje, analizu i optimizaciju kolnika koje provodi Zajednički istraživački program transporta (JTRP) na kampusu Sveučilišta Purdue u West Lafayetteu. U trećoj fazi, INDOT će konstruirati ispitnu platformu veličine jedne četvrtine milje za testiranje kapaciteta betona za teške kamione koji rade s velikom snagom (200 kilovata i više). Ako sve tri faze budu uspješno dovršene, INDOT planira koristiti ovu tehnologiju za elektrifikaciju dijela međudržavne autoceste u Indiani.

Implikacije bežičnog prijenosa energije

Šire implikacije bežičnog prijenosa energije mogu uključivati:

Više gradova financira istraživanje WPT-a za transformaciju javne infrastrukture u bežične punionice. Ovaj razvoj može pomoći ljudima da prijeđu na električna vozila.
Više startupa koji razvijaju WPT sustave na velikim udaljenostima koji mogu daljinski puniti uređaje i opremu na zahtjevnim lokacijama, kao što su autonomna podvodna vozila.
Proizvođači kabela i žica doživljavaju smanjenje poslovanja jer sve više ljudi, korporacija, javne infrastrukture prelazi na bežično punjenje.
Više pametnih gradova koji postavljaju javne bežične punionice za različite uređaje kako bi potaknuli međusobno povezivanje i kontinuirano prikupljanje podataka.
Postupna zamjena tradicionalnih dalekovoda unutar gradova gustim mrežama WPT prijenosnih čvorova (2050-e).
Povećana prodaja električnih vozila, posebno autonomnih kamiona koji se koriste za dostavu zadnje milje, budući da bi WPT mogao podržati njihovu aktivnost isporuke 24/7.