Bezprzewodowa energia elektryczna w sieci energetycznej: ładowanie samochodów elektrycznych w podróży

• Autor:
• nazwisko autora

  Foresight Quantumrun
• 6 maja 2022 r.

Podsumowanie spostrzeżeń

Bezprzewodowa energia elektryczna zapewnia płynne przesyłanie energii do szeregu urządzeń, potencjalnie zmieniając naszą codzienną interakcję z technologią. Chociaż koncepcja nie jest nowa, ostatnie wysiłki przedsiębiorstw i rządów przybliżają ją do rzeczywistości, aczkolwiek wiążą się z takimi wyzwaniami, jak straty energii podczas przesyłu i potrzeba znacznych modyfikacji infrastruktury. Rozwijający się krajobraz przewiduje efekt fal, w tym przeprojektowane linie produktów pod kątem kompatybilności z ładowaniem bezprzewodowym, zwiększoną produktywność i przejście na energię odnawialną.

Kontekst bezprzewodowej energii elektrycznej

Na horyzoncie pojawia się bezprzewodowa energia elektryczna, która obiecuje przynieść transformacyjne zmiany w kilku branżach, w tym w produkcji samochodów i telekomunikacji, podobne do skutków, jakie obserwowano wcześniej w przypadku Internetu rzeczy (IoT) i sztucznej inteligencji (AI). Rozwój ten napędzany jest rosnącym zapotrzebowaniem na wygodne i wydajne rozwiązania energetyczne. Przewiduje się, że technologia ta ułatwi płynne przesyłanie zasilania do szerokiej gamy urządzeń, potencjalnie zmieniając sposób, w jaki korzystamy z gadżetów i urządzeń w naszym codziennym życiu. 

Koncepcja bezprzewodowej energii elektrycznej nie jest nowa; wywodzi się z prac wynalazcy i inżyniera Nikoli Tesli. Tesla miał wizję, w której moc mogłaby być przesyłana bezprzewodowo na znaczne odległości, wykorzystując sieci zawieszonych balonów lub strategicznie rozmieszczonych wież, aby ułatwić to przesyłanie. Od 2023 r. programistom pracującym nad sieciami 5G udało się stworzyć „bezprzewodową sieć energetyczną”. Sieć ta, początkowo zaprojektowana do innych celów, może ładować lub zasilać małe urządzenia zintegrowane z pojazdami, fabrykami, biurami i rezydencjami.

Pomimo obiecujących perspektyw, jedną z głównych przeszkód w tym rozwoju są znaczne straty energii występujące w procesie przesyłu. Co więcej, istniejąca infrastruktura technologii 5G może wymagać znacznych modyfikacji, w tym instalacji gęstej sieci wież i układu anten do bezprzewodowego przesyłu energii elektrycznej. Aby uwolnić pełny potencjał bezprzewodowej energii elektrycznej, konieczne jest mądre podejście do tych wyzwań.

Zakłócający wpływ

Amerykańskie przedsiębiorstwo programistyczne Wireless Advanced Vehicle Electrification (WAVE) robi postępy w opracowywaniu bezprzewodowych źródeł energii, które zaspokajają potrzeby w zakresie średniej i dużej mocy wyjściowej. Firma opracowała koncepcję sprzętu do ładowania, który można umieścić pod ziemią, pod jezdniami lub na parkingach i który może dostarczać bezprzewodowo moc do 1 megawata. Tego rodzaju konfiguracja może potencjalnie ułatwić użytkownikom pojazdów elektrycznych płynne ładowanie, skracając przestoje i zachęcając więcej osób do przejścia na pojazdy elektryczne. Co więcej, otwiera przed urbanistami możliwości ponownego przemyślenia krajobrazu miasta, integrując rozwiązania energetyczne z samą tkanką infrastruktury drogowej.

Amerykański gigant pojazdów elektrycznych Tesla przygląda się potencjalnym korzyściom technologii ładowania bezprzewodowego, rozpoczynając produkcję elektrycznej ciężarówki. Wykorzystanie technologii WAVE może zmienić zasady gry, zapewniając niezbędne rozwiązania w zakresie zasilania, aby sprostać wymaganiom takiego pojazdu. Tymczasem Departament Transportu stanu Indiana współpracuje z Uniwersytetem Purdue i niemieckim producentem cementu w celu stworzenia magnetycznych jezdni cementowych, które będą w stanie zasilać pojazdy elektryczne podczas ich przejazdu. 

W miarę jak te technologie nabierają kształtu, pojawia się efekt domina, zachęcający inne firmy do poszukiwania rozwiązań w zakresie ładowania bezprzewodowego, co potencjalnie sprzyja większym inwestycjom w technologie energii odnawialnej, takie jak energia wiatrowa i słoneczna. Rządy i gminy mogą znaleźć się w momencie, w którym będą musiały ułatwić rozwój tej technologii, ewentualnie poprzez zachęty lub partnerstwa, aby zapewnić bardziej ekologiczną przyszłość. Jest to scenariusz, w którym synergia między różnymi zainteresowanymi stronami – organami rządowymi, instytucjami edukacyjnymi i przedsiębiorstwami prywatnymi – może przyspieszyć zrównoważoną rewolucję energetyczną.

Implikacje bezprzewodowej energii elektrycznej 

Szersze konsekwencje bezprzewodowej energii elektrycznej mogą obejmować:

• Producenci produktów wykorzystujących elektronikę zasilaną stopniowo przeprojektowują większość swoich linii produktów, aby były kompatybilne z technologiami ładowania bezprzewodowego, wspierając rynek, na którym konsumenci mogą cieszyć się bardziej płynną i wygodną obsługą.
• Stopniowa poprawa produktywności na skalę populacji, ponieważ produkty, maszyny i miejsca pracy mogą być stale naładowane i charakteryzują się większą mobilnością, co prowadzi do środowisk, w których przestoje są znacznie krótsze i zwiększa się wydajność operacyjna.
• Mniejsza zależność od pojazdów napędzanych benzyną i olejem napędowym, pomagająca krajom w walce z globalnym ociepleniem i osiągnięciu celów w zakresie emisji dwutlenku węgla.
• Rządy ponownie rozważają inwestycje w infrastrukturę energetyczną, aby lepiej uwzględnić bezprzewodową transmisję energii elektrycznej, oferując realną opcję dla krajów rozwijających się, które mają mniej starej infrastruktury energetycznej do wymiany.
• Zmiana paradygmatów planowania przestrzennego polegająca na uwzględnieniu pasów i punktów ładowania bezprzewodowego, co doprowadzi do powstania miast, które w większym stopniu przystosowują się do pojazdów elektrycznych i zmniejszają zatory w ruchu w miarę wzrostu liczby pojazdów elektrycznych.
• Pojawienie się nowych modeli biznesowych stacji ładowania pojazdów elektrycznych, w których firmy mogą oferować usługi abonamentowe polegające na nieograniczonym ładowaniu.
• Potencjalny wzrost ilości odpadów elektronicznych w miarę starzenia się starszych, niekompatybilnych urządzeń, co prowadzi do problemów środowiskowych wymagających ostrożnego zarządzania i strategii recyklingu.
• Wzrost zapotrzebowania na wykwalifikowaną siłę roboczą w sektorze energii odnawialnej, prowadzący do tworzenia miejsc pracy i możliwości rozwoju siły roboczej w branżach zaawansowanych technologii.
• Decydenci zmagający się z formułowaniem przepisów zapewniających spełnienie standardów bezpieczeństwa i wydajności w ekosystemie bezprzewodowej energii elektrycznej, co prowadzi do otoczenia regulacyjnego, które chroni interesy konsumentów, jednocześnie wspierając postęp technologiczny.
• Potencjalny wzrost kosztów energii w początkowych fazach powszechnego wdrażania bezprzewodowej energii elektrycznej, prowadzący do wyzwań gospodarczych wymagających dokładnego rozważenia, aby zapewnić przystępność cenową i dostępność dla wszystkich grup społeczno-ekonomicznych.

Pytania do rozważenia

• Czy uważasz, że całkowite poleganie na sprzęcie zasilanym elektrycznie może w przyszłości spowodować uzależnienie od producentów akumulatorów?
• Czy uważasz, że można przezwyciężyć obecną nieefektywność (wyciek energii) związaną z bezprzewodową transmisją energii elektrycznej i zastosować ją w regionalnych sieciach elektroenergetycznych?
• Czy uważasz, że bezprzewodowe wieże przesyłowe energii elektrycznej mogą być wdrażane na masową skalę, aby wspierać duże ośrodki miejskie?