ენერგიის უსადენო გადაცემა: როცა ენერგია ყველგან არის ხელმისაწვდომი

• ავტორი:
• ავტორის სახელი

  Quantumrun Foresight
• დეკემბერი 7, 2022

Insight რეზიუმე

უსადენო დატენვა დიდი ხანია სმარტფონებისა და სხვა მოწყობილობების მისასალმებელი ფუნქციაა. თუმცა, მეცნიერები ეძებენ გზებს გადაიტანონ ტექნოლოგია უფრო რთულ მანქანებზე, როგორიცაა რობოტები და ელექტრო მანქანები. უახლესი გამოკვლევით, ტექნოლოგია შეიძლება საბოლოოდ იყოს მზად მომავალი თაობის ავტონომიური მოწყობილობების გასაძლიერებლად.

უსადენო ენერგიის გადაცემის კონტექსტი

უკაბელო ენერგიის გადაცემის სისტემა (WPT) სასარგებლოა სხვადასხვა მიზნებისთვის, მათ შორის საყოფაცხოვრებო ტექნიკისა და სენსორული აპლიკაციებისთვის. WPT ტექნოლოგია იძლევა ენერგიის გადაცემას დისტანციაზე პირდაპირი ფიზიკური კავშირის გამოყენების გარეშე. ეს ფუნქცია მოსახერხებელია მოწყობილობების კვებისათვის, სადაც კაბელების გამოყენება საშიში და მოუხერხებელია. კერძოდ, მაგნიტურ-რეზონანსული დაწყვილების უსადენო ენერგიის გადაცემის სისტემა (MRCWPT) ყურადღებას იპყრობს დიდ დისტანციებზე გადაცემის მაღალი ეფექტურობის გამო. MRCWPT ტექნოლოგია ძალიან პერსპექტიულია დამუხტვისთვის და გამოიყენება სამედიცინო იმპლანტანტებზე, ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებებზე, სენსორულ ქსელებზე და სამომხმარებლო ელექტრონიკაზე. 

2020 წელს სტენფორდის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა წარმატებით აჩვენეს, თუ როგორ შეიძლება WPT-ის გამოყენება რობოტიკაში, ელექტრო მანქანებსა და თვითმფრინავებზე. მიუხედავად იმისა, რომ მობილური ტელეფონებისთვის უსადენო დატენვის ბალიშები უკვე ხელმისაწვდომია, ისინი მუშაობენ მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ტელეფონი სტაციონარულია. თუმცა, ეს პრაქტიკა მოუხერხებელი იქნებოდა ელექტრომობილებისთვის, რადგან ეს გულისხმობს დამტენ სადგურებზე ჩართვისას დღეში ერთი ან ორი საათის განმავლობაში.

სტენფორდის ორმა ინჟინერმა გამოაქვეყნა თავიანთი დასკვნები სამეცნიერო ჟურნალში Nature, სადაც მათ აღწერეს ტექნოლოგია, რომელიც მომავალში შეიძლება გაფართოვდეს მოძრავი ელექტრო მანქანებისთვის. ახალ ლაბორატორიულ პროტოტიპს შეუძლია უსადენოდ გადასცეს 10 ვატი ელექტროენერგია 1 მეტრამდე მანძილზე. ინჟინრები ამბობენ, რომ გარკვეული კორექტირებით, სისტემას შეუძლია ელექტრომობილის სიმძლავრე მიაწოდოს, რომელსაც ათობით ან ასობით კილოვატი სჭირდება. 

დამრღვევი გავლენა

ზოგიერთი კომპანია და ორგანიზაცია უკვე უპირისპირდება WPT ტექნოლოგიას. კომპანიის აღმასრულებელი დირექტორის თქმით, 2021 წელს სტარტაპ WiBotic-ის ორ უკაბელო რობოტის დამუხტვის სისტემას მიენიჭა უსაფრთხოების სერთიფიკატები ევროპაში. დამტენებსა და გადამცემებს ახლა აქვთ CE Mark სერთიფიკატი, რაც ნიშნავს, რომ ისინი აკმაყოფილებენ ევროკავშირის (EU) ჯანმრთელობისა და გარემოს დაცვის მოთხოვნებს.

გარდა ამისა, ეს სისტემები აკმაყოფილებს ევროკავშირის საერთაშორისო ელექტროტექნიკური კომისიის და კანადის CSA (კანადის სტანდარტების ასოციაცია) ჯგუფის პროტოკოლს. 2015 წელს ვაშინგტონის უნივერსიტეტში შექმნილმა WiBotic-მა დააპროექტა ბატარეის დამუხტვის სისტემები, რომლებსაც შეუძლიათ დრონებისა და რობოტების ავტომატურად გააქტიურება ხმელეთზე ან ზღვაზე. ენერგიის მართვის პროგრამულ უზრუნველყოფას, სახელწოდებით Commander, შეუძლია ოპტიმიზაცია გაუწიოს ბატარეის გამოყენებას მთელი ფლოტისთვის აპარატურასთან მუშაობით. კომპანია მთვარეზე მომავალი რობოტების დასატენად ენერგოსისტემის შექმნას გეგმავს.

იმავდროულად, 2022 წელს, ინდიანას ტრანსპორტის დეპარტამენტი (INDOT) გაერთიანდა პერდუს უნივერსიტეტთან, რათა განავითაროს მსოფლიოში პირველი უკაბელო დამტენი ბეტონის გზატკეცილი. პროექტი გამოიყენებს უახლესი დამაგნიტირებადი ბეტონს, რომელიც შემუშავებულია გერმანული სტარტაპის Magment GmbH-ის მიერ, რომელიც საშუალებას აძლევს ელექტრო მანქანებს დატენონ მოძრაობისას. პროექტის პირველი ორი ეტაპი მოიცავს ტროტუარზე ტესტირებას, ანალიზს და ოპტიმიზაციის კვლევას, რომელიც ჩატარდა ერთობლივი ტრანსპორტის კვლევის პროგრამის (JTRP) მიერ პერდუის უნივერსიტეტის დასავლეთ ლაფაიეტის კამპუსში. მესამე ფაზაში, INDOT ააშენებს საცდელ საწოლს, რომლის ზომაა მეოთხედი მილი, რათა გამოსცადოს ბეტონის სიმძლავრე მაღალი სიმძლავრის მქონე მძიმე სატვირთო მანქანებისთვის (200 კილოვატი და მეტი). თუ სამივე ფაზა წარმატებით დასრულდება, INDOT გეგმავს ამ ტექნოლოგიის გამოყენებას ინდიანას სახელმწიფოთაშორისი მაგისტრალის ნაწილის ელექტრიფიკაციისთვის.

უკაბელო ენერგიის გადაცემის შედეგები

უკაბელო ენერგიის გადაცემის უფრო ფართო შედეგები შეიძლება მოიცავდეს: 

• უფრო მეტი ქალაქი აფინანსებს WPT კვლევას, რათა გადააქციოს საზოგადოებრივი ინფრასტრუქტურა უსადენო დამტენ სადგურებად. ამ განვითარებას შეუძლია დაეხმაროს ადამიანებს გადაერთონ ელექტრომობილებზე.
• სხვა სტარტაპები, რომლებიც ავითარებენ საქალაქთაშორისო WPT სისტემებს, რომლებსაც შეუძლიათ დისტანციურად დატენონ მოწყობილობები და აღჭურვილობა რთულ ადგილებში, როგორიცაა ავტონომიური წყალქვეშა მანქანები.
• კაბელების და სადენების მწარმოებლები განიცდიან საქმიან შეკუმშვას, რადგან უფრო მეტი ადამიანი, კორპორაციები, საჯარო ინფრასტრუქტურა გადადიან უსადენო დამუხტვაზე.
• უფრო მეტი ჭკვიანი ქალაქი აწყობს საჯარო უკაბელო დამტენის სადგურებს სხვადასხვა მოწყობილობებისთვის, რათა ხელი შეუწყოს ურთიერთდაკავშირებას და მონაცემთა უწყვეტი შეგროვებას.
• ქალაქებში ტრადიციული ელექტროგადამცემი ხაზების თანდათანობით ჩანაცვლება WPT გადამცემი კვანძების მკვრივი ქსელებით (2050-იანი წლები).
• გაიზარდა გაყიდვები ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებებში, განსაკუთრებით ავტონომიურ სატვირთო მანქანებში, რომლებიც გამოიყენება ბოლო მილის მიწოდებისთვის, რადგან WPT-ს შეუძლია მხარი დაუჭიროს მათ 24/7 მიწოდების აქტივობას.

კითხვები გასათვალისწინებელია

• თუ იყენებთ WPT-ს თქვენი მოწყობილობებისთვის, რა მოგწონთ მასში ყველაზე მეტად?
• სხვაგვარად როგორ შეუძლია WPT-ს შეცვალოს ადამიანების მოწყობილობების გამოყენების წესი?