Vezeték nélküli energiaátvitel: Amikor az energia mindenhol elérhető

• Szerző:
• Szerző neve

  Quantumrun Foresight
• December 7, 2022

Insight összefoglaló

A vezeték nélküli töltés már régóta az okostelefonok és más eszközök szívesen látott funkciója. A tudósok azonban olyan módokat keresnek, amelyek segítségével a technológiát bonyolultabb gépekre, például robotokra és elektromos járművekre is át lehet vinni. A legújabb kutatások alapján a technológia végre készen állhat a következő generációs autonóm eszközök táplálására.

Vezeték nélküli energiaátviteli kontextus

A vezeték nélküli energiaátviteli (WPT) rendszer különféle célokra hasznos, beleértve a háztartási készülékeket és az érzékelőalkalmazásokat. A WPT technológia lehetővé teszi az energia nagy távolságra történő átvitelét közvetlen fizikai kapcsolat használata nélkül. Ez a funkció hasznos olyan eszközök táplálásakor, ahol a kábelek használata veszélyes és kényelmetlen. Különösen a mágneses rezonancia csatolású vezeték nélküli teljesítményátviteli (MRCWPT) rendszer kapja fel a figyelmet a nagy átviteli hatékonysága miatt nagy távolságokon. Az MRCWPT technológia nagyon ígéretes a töltés terén, és orvosi implantátumokhoz, elektromos járművekhez, szenzorhálózatokhoz és fogyasztói elektronikához alkalmazták. 

2020-ban a Stanford Egyetem kutatói sikeresen demonstrálták, hogyan alkalmazható a WPT robotikában, elektromos autókban és drónokban. Bár már kaphatók vezeték nélküli töltőpadok mobiltelefonokhoz, ezek csak akkor működnek, ha a telefon áll. Ez a gyakorlat azonban kényelmetlen lenne az elektromos autók számára, mivel napi egy-két órára a töltőállomásokon való csatlakozást jelentené.

Két stanfordi mérnök tette közzé eredményeit a Nature tudományos folyóiratban, ahol egy olyan technológiát írtak le, amely a jövőben továbbfejleszthető mozgó elektromos járművek meghajtására. Az új labor prototípus vezeték nélkül 10 watt áramot képes továbbítani akár 1 méteres távolságban. A mérnökök szerint a rendszer bizonyos változtatásokkal egy olyan elektromos autó számára is biztosíthatná az áramellátást, amelynek több tíz vagy száz kilowattra van szüksége. 

Bomlasztó hatás

Egyes vállalatok és szervezetek már most is szembeszállnak a WPT technológiával. 2021-ben a WiBotic startup két vezeték nélküli robottöltő rendszere kapott biztonsági tanúsítványt Európában – mondta a cég vezérigazgatója, aki ezt jelentős előrelépésnek minősíti. A töltők és jeladók immár CE-jelöléssel rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy megfelelnek az Európai Unió (EU) egészségügyi és környezetvédelmi követelményeinek.

Ezenkívül ezek a rendszerek megfelelnek az EU Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottsága és a kanadai CSA (Canadian Standards Association) csoport protokolljának. A 2015-ben a Washingtoni Egyetemen létrehozott WiBotic olyan akkumulátortöltő rendszereket tervezett, amelyek képesek automatikusan beindítani a drónokat és robotokat a szárazföldön vagy a tengeren. A Commander nevű energiagazdálkodási szoftver a hardverrel együttműködve a teljes flotta akkumulátorhasználatát optimalizálhatja. A cég azt tervezi, hogy olyan energiarendszert hoz létre, amely feltölti a jövőben a Holdon lévő robotokat.

Eközben 2022-ben az Indiana Közlekedési Minisztérium (INDOT) a Purdue Egyetemmel együttműködve kifejlesztette a világ első vezeték nélküli töltőbeton autópályáját. A projektben a Magment GmbH német startup cég által kifejlesztett csúcstechnológiás mágnesezhető betont használnak, amely lehetővé teszi az elektromos járművek töltését menet közben. A projekt első két szakasza járdatesztelést, elemzést és optimalizálási kutatást foglal magában, amelyet a Joint Transportation Research Program (JTRP) végzett a Purdue Egyetem West Lafayette campusán. A harmadik fázisban az INDOT egy negyed mérföldes próbapadot épít fel, hogy tesztelje a beton teljesítményét nagy teljesítményű (200 kilowatt és nagyobb) teherautók számára. Ha mindhárom fázis sikeresen befejeződik, az INDOT ezt a technológiát tervezi egy Indiana államközi autópálya egy részének villamosítására.

A vezeték nélküli energiaátvitel következményei

A vezeték nélküli energiaátvitel szélesebb körű következményei lehetnek: 

• Egyre több város finanszírozza a WPT kutatást, hogy a nyilvános infrastruktúrát vezeték nélküli töltőállomásokká alakítsák át. Ez a fejlesztés segíthet az embereknek az elektromos járművekre való átállásban.
• Egyre több startup fejleszt nagy távolságú WPT rendszereket, amelyek távolról tölthetik fel az eszközöket és berendezéseket a kihívásokkal teli helyeken, például autonóm víz alatti járműveket.
• A kábel- és vezetékgyártók üzleti tevékenységének beszűkülése tapasztalható, ahogy egyre több ember, vállalat és nyilvános infrastruktúra tér át a vezeték nélküli töltésre.
• Több intelligens város állít fel nyilvános vezeték nélküli töltőállomásokat a különböző eszközökhöz, hogy ösztönözze az összekapcsolhatóságot és a folyamatos adatgyűjtést.
• A városokon belüli hagyományos távvezetékek fokozatos felváltása WPT átviteli csomópontok sűrű hálózatával (2050-es évek).
• Megnövekedett az elektromos járművek értékesítése, különösen az utolsó mérföldes szállításokhoz használt autonóm teherautók, mivel a WPT támogatni tudja a hét minden napján, 24 órában végzett szállítási tevékenységüket.

Megfontolandó kérdések

• Ha WPT-t használ az eszközeihez, mit szeret benne a legjobban?
• Hogyan változtathatja meg másképp a WPT az emberek eszközhasználatát?