Þráðlaust rafmagn í orkunetinu: Hleðsla rafbíla á ferðinni

• Höfundur:
• Höfundur nafn

  Quantumrun Foresight
• Kann 6, 2022

Innsýn samantekt

Þráðlaust rafmagn lofar óaðfinnanlega orkuflutningi til ýmissa tækja, sem getur hugsanlega breytt daglegu samskiptum okkar við tækni. Þó að hugmyndin sé ekki ný, eru nýlegar tilraunir fyrirtækja og stjórnvalda að færa hana nær raunveruleikanum, þó með áskorunum eins og orkutapi við flutning og þörf fyrir verulegar breytingar á innviðum. Landslagið sem þróast gerir ráð fyrir gáruáhrifum, þar á meðal endurhannaðar vörulínur fyrir samhæfni við þráðlausa hleðslu, aukna framleiðni og breytingu í átt að endurnýjanlegri orku.

Þráðlaust rafmagnssamhengi

Þráðlaust rafmagn er í sjóndeildarhringnum sem lofar umbreytingum í nokkrum atvinnugreinum, þar á meðal bílaframleiðslu og fjarskiptum, svipað og áður hefur sést með Internet of Things (IoT) og gervigreind (AI). Þessi þróun er knúin áfram af aukinni eftirspurn eftir þægilegum og hagkvæmum orkulausnum. Fyrirséð er að þessi tækni muni auðvelda hnökralausan flutning á krafti til margs konar tækja, hugsanlega breyta því hvernig við höfum samskipti við græjur og tæki í daglegu lífi okkar. 

Hugmyndin um þráðlaust rafmagn er ekki ný; það rekur aftur til verka uppfinningamannsins og verkfræðingsins Nikola Tesla. Tesla hafði sýn þar sem hægt væri að senda afl þráðlaust yfir töluverðar vegalengdir, með því að nota net af upphengdum blöðrum eða beitt staðsettum turnum til að auðvelda þennan flutning. Frá og með 2023 hefur verktaki sem vinnur á 5G netkerfum tekist að búa til „þráðlaust rafmagnsnet“. Þetta net, sem upphaflega var hannað í öðrum tilgangi, hefur möguleika á að endurhlaða eða virkja lítil tæki sem eru samþætt í farartækjum, verksmiðjum, skrifstofum og íbúðum.

Þrátt fyrir vænlegar horfur er ein helsta hindrunin í þessari þróun hið mikla orkutap sem verður í flutningsferlinu. Ennfremur gæti núverandi 5G tækni innviði þurft að gangast undir verulegar breytingar, þar á meðal uppsetningu á þéttu neti af turnum og fjölda loftneta til að styðja við þráðlausan flutning raforku. Það er mikilvægt að sigla þessar áskoranir skynsamlega til að opna alla möguleika þráðlauss rafmagns.

Truflandi áhrif

Bandaríska hugbúnaðarfyrirtækið Wireless Advanced Vehicle Electrification (WAVE) er að taka skref í að þróa þráðlausa orkugjafa sem koma til móts við miðlungs og mikil afköst. Fyrirtækið hefur þróað hleðslubúnað sem getur verið staðsettur neðanjarðar, undir akbrautum eða á bílastæðum, með getu til að skila allt að 1 megavötti af þráðlausu afli. Uppsetning af þessu tagi getur mögulega auðveldað rafknúna hleðsluupplifun fyrir notendur rafknúinna ökutækja, dregið úr niður í miðbæ og hvatt fleira fólk til að skipta yfir í rafbíla. Þar að auki opnar það leiðir fyrir borgarskipuleggjendur að endurskoða borgarlandslag, samþætta orkulausnir inn í sjálfan veginnviði.

Bandaríski rafbílabíllinn Tesla horfir á hugsanlegan ávinning af þráðlausri hleðslutækni þegar það hættir sér í framleiðslu á rafknúnum vörubíl. Nýting WAVE tækninnar gæti skipt sköpum og veitt nauðsynlegar orkulausnir til að mæta kröfum slíks farartækis. Á sama tíma er samgönguráðuneytið í Indiana í samstarfi við Purdue háskólann og þýskan sementsframleiðanda til að búa til segulmagnaðir sementbrautir sem geta virkjað rafknúin farartæki þegar þau keyra um þau. 

Eftir því sem þessi tækni tekur á sig mynd, eru gáruáhrif sem hvetja önnur fyrirtæki til að kanna þráðlausa hleðslulausnir, sem hugsanlega stuðla að meiri fjárfestingu í endurnýjanlegri orkutækni eins og vind- og sólarorku. Stjórnvöld og sveitarfélög gætu lent á tímamótum þar sem þau þurfa að auðvelda vöxt þessarar tækni, hugsanlega með hvatningu eða samstarfi, til að tryggja grænni framtíð. Þetta er atburðarás þar sem samlegð milli ýmissa hagsmunaaðila - ríkisstofnana, menntastofnana og einkafyrirtækja - getur knúið áfram sjálfbæra orkubyltingu.

Afleiðingar þráðlauss rafmagns 

Víðtækari afleiðingar þráðlauss rafmagns geta verið:

• Framleiðendur vara sem nota rafeindatækni endurhanna smám saman flestar vörulínur sínar til að vera samhæfðar við þráðlausa hleðslutækni, sem stuðlar að markaði þar sem neytendur geta notið óaðfinnanlegrar og þægilegri notendaupplifunar.
• Stigvaxandi framleiðniaukning á íbúaskala þar sem vörur, vélar og vinnustaðir geta verið hlaðnir stöðugt og með meiri hreyfanleika, sem leiðir til umhverfis þar sem niður í miðbæ er verulega minnkað og rekstrarhagkvæmni aukist.
• Minna ósjálfstæði á bensín- og dísilknúnum farartækjum, aðstoða lönd við að berjast gegn hlýnun jarðar og uppfylla markmið sín um kolefnislosun.
• Ríkisstjórnir endurskoða fjárfestingar í orkuinnviðum til að samþætta betur þráðlausa raforkuflutning, sem býður upp á raunhæfan valkost fyrir þróunarlönd með minni eldri orkumannvirki til að skipta um.
• Breyting á hugmyndafræði borgarskipulags til að fela í sér þráðlausa hleðslubrautir og staði, sem leiðir til borga sem taka meira á móti rafknúnum ökutækjum og draga úr umferðaröngþveiti eftir því sem rafbílanotkun eykst.
• Tilkoma nýrra viðskiptamódela fyrir rafhleðslustöðvar fyrir rafbíla, þar sem fyrirtæki geta boðið upp á áskriftarþjónustu fyrir ótakmarkaða hleðslu.
• Möguleg aukning á rafeindaúrgangi eftir því sem eldri, ósamrýmanleg tæki verða úrelt, sem leiðir til umhverfisáhyggjuefna sem krefjast vandaðrar stjórnun og endurvinnsluaðferða.
• Aukin eftirspurn eftir hæft vinnuafli í endurnýjanlegri orkugeiranum, sem leiðir til atvinnusköpunar og tækifæra fyrir þróun vinnuafls í hátækniiðnaði.
• Stefnumótendur sem glíma við mótun reglugerða til að tryggja að öryggis- og skilvirknistaðlar séu uppfylltir í vistkerfi þráðlausra raforku, sem leiðir til reglugerðarlandslags sem verndar hagsmuni neytenda á sama tíma og ýtir undir tækniframfarir.
• Hugsanleg hækkun á orkukostnaði á fyrstu stigum víðtækrar innleiðingar á þráðlausri raforku, sem leiðir til efnahagslegra áskorana sem krefjast vandlegrar íhugunar til að tryggja hagkvæmni og aðgengi fyrir alla þjóðfélagshópa.

Spurningar sem þarf að íhuga

• Telur þú að algjört traust á rafknúnum búnaði gæti skapað framtíðarháð rafhlöðuframleiðenda?
• Telur þú að hægt sé að vinna bug á núverandi óhagkvæmni (orkuleki) sem tengist þráðlausri raforkuflutningi þannig að hún verði tekin upp í svæðisbundin raforkukerfi?
• Heldurðu að hægt sé að nota þráðlausa raforkuflutningsturna á fjöldamælikvarða til að styðja við stórar þéttbýliskjarna?