Беспроводное электричество в энергосистеме: зарядка электромобилей на ходу

• Автор:
• Имя автора

  Квантумран Форсайт
• 6 мая 2022

Сводка статистики

Беспроводное электричество обещает беспрепятственную передачу энергии на ряд устройств, потенциально меняя наше повседневное взаимодействие с технологиями. Хотя эта концепция не нова, недавние усилия компаний и правительств приближают ее к реальности, хотя и с такими проблемами, как потери энергии во время передачи и необходимость существенных модификаций инфраструктуры. Разворачивающаяся ситуация предвидит волновой эффект, включая перепроектирование продуктовых линеек для совместимости с беспроводной зарядкой, повышение производительности и переход к возобновляемым источникам энергии.

Контекст беспроводного электричества

Беспроводное электричество уже не за горами, обещая принести преобразующие изменения в несколько отраслей, включая автомобилестроение и телекоммуникации, аналогичные тем, которые ранее наблюдались с Интернетом вещей (IoT) и искусственным интеллектом (ИИ). Этому развитию способствует растущий спрос на удобные и эффективные энергетические решения. Предполагается, что эта технология облегчит плавную передачу энергии широкому спектру устройств, потенциально изменив способ нашего взаимодействия с гаджетами и бытовой техникой в ​​нашей повседневной жизни. 

Концепция беспроводного электричества не нова; оно восходит к работам изобретателя и инженера Николы Теслы. Тесла вынашивал идею, согласно которой энергия может передаваться по беспроводной сети на значительные расстояния, используя сети подвешенных воздушных шаров или стратегически расположенных башен для облегчения этой передачи. По состоянию на 2023 год разработчикам сетей 5G удалось создать «беспроводную энергосистему». Эта сеть, изначально разработанная для других целей, может заряжать или снабжать энергией небольшие устройства, встроенные в транспортные средства, фабрики, офисы и жилые дома.

Несмотря на многообещающие перспективы, одним из основных препятствий на пути этого развития являются значительные потери энергии, происходящие в процессе передачи. Кроме того, существующая технологическая инфраструктура 5G, возможно, потребует существенных модификаций, включая установку плотной сети вышек и массива антенн для поддержки беспроводной передачи электроэнергии. Крайне важно мудро решать эти проблемы, чтобы раскрыть весь потенциал беспроводного электричества.

Разрушительное воздействие

Американское предприятие по разработке программного обеспечения Wireless Advanced Vehicle Electrification (WAVE) добивается успехов в разработке беспроводных источников энергии, удовлетворяющих потребности средней и высокой мощности. Фирма разработала концепцию зарядного оборудования, которое можно размещать под землей, под дорогами или на парковках, и которое способно передавать до 1 мегаватта беспроводной энергии. Такая установка потенциально может облегчить беспрепятственную зарядку для пользователей электромобилей, сокращая время простоя и побуждая больше людей переходить на электромобили. Более того, это открывает перед градостроителями возможность переосмыслить городские ландшафты, интегрируя энергетические решения в саму структуру дорожной инфраструктуры.

Американский гигант электромобилей Tesla рассматривает потенциальные преимущества технологии беспроводной зарядки, решаясь на производство электрического грузовика. Использование технологии WAVE может изменить правила игры, предоставив необходимые силовые решения для удовлетворения потребностей такого автомобиля. Тем временем Министерство транспорта Индианы сотрудничает с Университетом Пердью и немецким производителем цемента для создания дорог из магнитного цемента, способных заряжать электромобили при их движении. 

По мере формирования этих технологий возникает волновой эффект, побуждающий другие компании изучать решения для беспроводной зарядки, что потенциально способствует увеличению инвестиций в технологии возобновляемой энергетики, такие как энергия ветра и солнца. Правительства и муниципалитеты могут оказаться в ситуации, когда им необходимо способствовать развитию этой технологии, возможно, посредством стимулов или партнерства, чтобы обеспечить более «зеленое» будущее. Это сценарий, в котором синергия между различными заинтересованными сторонами — государственными органами, образовательными учреждениями и частными предприятиями — может способствовать революции в области устойчивой энергетики.

Последствия беспроводного электричества 

Более широкие последствия беспроводного электричества могут включать:

• Производители продуктов, использующих силовую электронику, постепенно перепроектируют большую часть своих продуктовых линеек, чтобы они были совместимы с технологиями беспроводной зарядки, создавая рынок, на котором потребители могут наслаждаться более плавным и удобным пользовательским опытом.
• Постепенное повышение производительности в масштабах всего населения, поскольку продукты, оборудование и рабочие места могут оставаться заряженными постоянно и с большей мобильностью, что приводит к созданию условий, в которых время простоев значительно сокращается и повышается операционная эффективность.
• Снижение зависимости от автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями, что помогает странам бороться с глобальным потеплением и достигать своих целей по выбросам углекислого газа.
• Правительства пересматривают инвестиции в энергетическую инфраструктуру, чтобы лучше включить беспроводную передачу электроэнергии, предлагая жизнеспособный вариант для развивающихся стран с менее устаревшей энергетической инфраструктурой, которую нужно заменить.
• Сдвиг в парадигмах городского планирования, включающий полосы и точки беспроводной зарядки, приводит к тому, что города становятся более приспособленными для электромобилей и уменьшают пробки на дорогах по мере роста внедрения электромобилей.
• Появление новых бизнес-моделей зарядных станций для электромобилей, где компании могут предлагать абонентские услуги для безлимитной зарядки.
• Потенциальное увеличение количества электронных отходов по мере того, как старые несовместимые устройства устаревают, что приводит к экологическим проблемам, которые требуют тщательного управления и стратегий переработки.
• Рост спроса на квалифицированную рабочую силу в секторе возобновляемых источников энергии, ведущий к созданию рабочих мест и возможностям для развития рабочей силы в высокотехнологичных отраслях.
• Политики пытаются разработать нормативные акты, обеспечивающие соблюдение стандартов безопасности и эффективности в экосистеме беспроводной электроэнергии, что приводит к созданию нормативной базы, которая защищает интересы потребителей и одновременно способствует технологическому прогрессу.
• Потенциальный рост затрат на электроэнергию на начальных этапах повсеместного внедрения беспроводной электроэнергии, что приведет к экономическим проблемам, которые требуют тщательного рассмотрения для обеспечения финансовой доступности и доступности для всех социально-экономических групп.

Вопросы для рассмотрения

• Считаете ли вы, что полная зависимость от оборудования с электрическим приводом может создать в будущем зависимость от производителей аккумуляторов?
• Как вы считаете, можно ли преодолеть нынешнюю неэффективность (утечку энергии), связанную с беспроводной передачей электроэнергии, чтобы включить ее в региональные электрические сети?
• Считаете ли вы, что башни беспроводной передачи электроэнергии могут быть развернуты в массовом масштабе для поддержки крупных городских центров?