Trasferimento di potenza wireless: quando l'energia è disponibile ovunque

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  Preveggenza quantistica
• Dicembre 7, 2022

Riepilogo approfondimenti

La ricarica wireless è stata a lungo una caratteristica apprezzata di smartphone e altri dispositivi. Tuttavia, gli scienziati stanno cercando modi per trasferire la tecnologia a macchine più complesse, come robot e veicoli elettrici. Con le ultime ricerche, la tecnologia potrebbe finalmente essere pronta per alimentare i dispositivi autonomi di prossima generazione.

Contesto del trasferimento di potenza wireless

Il sistema di trasferimento di potenza wireless (WPT) è utile per vari scopi, inclusi elettrodomestici e applicazioni di sensori. Una tecnologia WPT consente la trasmissione di energia a distanza senza l'uso di un collegamento fisico diretto. Questa funzione è utile per alimentare dispositivi in ​​cui l'utilizzo di cavi è pericoloso e scomodo. In particolare, il sistema di trasferimento di potenza wireless (MRCWPT) ad accoppiamento per risonanza magnetica sta guadagnando attenzione grazie alla sua elevata efficienza di trasferimento su lunghe distanze. La tecnologia MRCWPT è molto promettente per la ricarica ed è stata applicata a impianti medici, veicoli elettrici, reti di sensori ed elettronica di consumo. 

Nel 2020, i ricercatori dell’Università di Stanford hanno dimostrato con successo come il WPT potrebbe essere applicato alla robotica, alle auto elettriche e ai droni. Anche se sono già disponibili basi di ricarica wireless per cellulari, queste funzionano solo a telefono fermo. Tuttavia, questa pratica sarebbe scomoda per le auto elettriche poiché significherebbe collegarsi alle stazioni di ricarica per un’ora o due al giorno.

Due ingegneri di Stanford hanno pubblicato le loro scoperte sulla rivista scientifica Nature, dove hanno descritto una tecnologia che potrebbe essere ampliata in futuro per alimentare veicoli elettrici in movimento. Il nuovo prototipo da laboratorio può trasmettere in modalità wireless 10 watt di elettricità su una distanza massima di 1 metro. Gli ingegneri affermano che con alcuni aggiustamenti il ​​sistema potrebbe fornire energia a un’auto elettrica che necessita di decine o centinaia di kilowatt. 

Impatto dirompente

Alcune aziende e organizzazioni stanno già facendo ostacoli alla tecnologia WPT. Nel 2021, i due sistemi di ricarica robot wireless della startup WiBotic hanno ottenuto i certificati di sicurezza in Europa, secondo il CEO dell'azienda, che lo descrive come un importante passo avanti. I caricabatterie e i trasmettitori ora hanno la certificazione del marchio CE, il che significa che soddisfano i requisiti di protezione sanitaria e ambientale dell’Unione Europea (UE).

Inoltre, questi sistemi soddisfano il protocollo della Commissione elettrotecnica internazionale dell'UE e del gruppo canadese CSA (Canadian Standards Association). WiBotic, creata presso l’Università di Washington nel 2015, ha progettato sistemi di ricarica delle batterie in grado di alimentare automaticamente droni e robot a terra o in mare. Un software di gestione dell'energia chiamato Commander può ottimizzare l'utilizzo della batteria per un'intera flotta lavorando con l'hardware. L'azienda prevede di creare un sistema di alimentazione per caricare i futuri robot sulla Luna.

Nel frattempo, nel 2022, il Dipartimento dei trasporti dell'Indiana (INDOT) ha collaborato con la Purdue University per sviluppare la prima autostrada in cemento con ricarica wireless al mondo. Il progetto utilizzerà un calcestruzzo magnetizzabile all'avanguardia, sviluppato dalla startup tedesca Magment GmbH, che consente ai veicoli elettrici di ricaricarsi durante la guida. Le prime due fasi del progetto riguardano la ricerca sulla pavimentazione, l'analisi e l'ottimizzazione condotte dal Joint Transportation Research Program (JTRP) presso il campus di West Lafayette della Purdue University. Nella terza fase, INDOT costruirà un banco di prova di un quarto di miglio per testare la capacità di potenza del calcestruzzo per autocarri pesanti che funzionano ad alta potenza (200 kilowatt e oltre). Se tutte e tre le fasi saranno completate con successo, INDOT prevede di utilizzare questa tecnologia per elettrificare parte di un'autostrada interstatale nell'Indiana.

Implicazioni del trasferimento di potenza wireless

Le implicazioni più ampie del trasferimento di potenza wireless possono includere: 

• Più città finanziano la ricerca WPT per trasformare le infrastrutture pubbliche in stazioni di ricarica wireless. Questo sviluppo può aiutare le persone a passare ai veicoli elettrici.
• Più startup che sviluppano sistemi WPT a lunga distanza in grado di caricare da remoto dispositivi e apparecchiature in luoghi difficili, come i veicoli subacquei autonomi.
• I produttori di cavi e fili sperimentano una contrazione del business poiché sempre più persone, aziende e infrastrutture pubbliche passano alla ricarica wireless.
• Città più intelligenti che istituiscono stazioni di ricarica wireless pubbliche per diversi dispositivi per incoraggiare l'interconnettività e la raccolta continua dei dati.
• La graduale sostituzione delle tradizionali linee elettriche all'interno delle città con fitte reti di nodi di trasmissione WPT (2050).
• Aumento delle vendite di veicoli elettrici, in particolare camion autonomi utilizzati per le consegne dell'ultimo miglio, poiché il WPT potrebbe supportare la loro attività di consegna 24 ore su 7, XNUMX giorni su XNUMX.

Domande da considerare

• Se utilizzi WPT per i tuoi dispositivi, cosa ti piace di più?
• In quale altro modo il WPT può cambiare il modo in cui le persone utilizzano i propri dispositivi?