Uhamisho wa nishati bila waya: Wakati nishati inapatikana kila mahali

• mwandishi:
• mwandishi jina

  Mtazamo wa Quantumrun
• Desemba 7, 2022

Muhtasari wa maarifa

Kuchaji bila waya kwa muda mrefu imekuwa kipengele cha kukaribishwa cha simu mahiri na vifaa vingine. Walakini, wanasayansi wanatafuta njia za kuhamisha teknolojia hiyo kwa mashine ngumu zaidi, kama vile roboti na magari ya umeme. Kwa utafiti wa hivi punde, teknolojia inaweza hatimaye kuwa tayari kuwasha vifaa vinavyojiendesha vya kizazi kijacho.

Muktadha wa uhamishaji wa nishati bila waya

Mfumo wa uhamishaji wa nishati isiyotumia waya (WPT) ni muhimu kwa madhumuni mbalimbali, ikiwa ni pamoja na vifaa vya nyumbani na programu za sensor. Teknolojia ya WPT inaruhusu usambazaji wa nishati kwa umbali bila kutumia kiungo cha moja kwa moja cha kimwili. Kipengele hiki kinafaa katika kuwasha vifaa ambapo kutumia nyaya ni hatari na si rahisi. Hasa, mfumo wa uhamishaji wa nguvu zisizo na waya wa sumaku (MRCWPT) unapata kuzingatiwa kutokana na ufanisi wake wa juu wa uhamishaji kwa umbali mrefu. Teknolojia ya MRCWPT inaleta matumaini sana kwa kuchaji na imetumika kwa vipandikizi vya matibabu, magari ya umeme, mitandao ya vitambuzi na vifaa vya elektroniki vya watumiaji. 

Mnamo 2020, watafiti wa Chuo Kikuu cha Stanford walionyesha kwa mafanikio jinsi WPT inaweza kutumika kwa robotiki, magari ya umeme, na drones. Ingawa pedi za kuchaji zisizo na waya za simu za rununu tayari zinapatikana, zinafanya kazi tu ikiwa simu imetulia. Hata hivyo, zoezi hili litakuwa tabu kwa magari yanayotumia umeme kwani yatamaanisha kuchomeka kwenye vituo vya kuchaji kwa saa moja au mbili kila siku.

Wahandisi wawili wa Stanford walichapisha matokeo yao katika jarida la kisayansi la Nature, ambapo walielezea teknolojia ambayo inaweza kukuzwa katika siku zijazo ili kuendesha magari ya umeme yanayosonga. Mfano mpya wa maabara unaweza kusambaza wati 10 za umeme bila waya kwa umbali wa hadi mita 1. Wahandisi hao wanasema kwamba kukiwa na marekebisho fulani, mfumo huo unaweza kutoa nguvu kwa gari la umeme linalohitaji makumi au mamia ya kilowati. 

Athari ya usumbufu

Baadhi ya makampuni na mashirika tayari yanatengeneza upepo katika teknolojia ya WPT. Mnamo 2021, mifumo miwili ya kuchaji ya roboti zisizo na waya za WiBotic ilipewa cheti cha usalama barani Ulaya, kulingana na Mkurugenzi Mtendaji wa kampuni hiyo, ambaye anaelezea kama hatua kubwa mbele. Chaja na visambaza data sasa vina vyeti vya CE Mark, kumaanisha vinatimiza mahitaji ya afya na ulinzi wa mazingira ya Umoja wa Ulaya (EU).

Zaidi ya hayo, mifumo hii inakidhi itifaki ya Tume ya Kimataifa ya Ufundi Electrotechnical ya EU na Kundi la CSA la Kanada (Chama cha Viwango cha Kanada). WiBotic, iliyoundwa katika Chuo Kikuu cha Washington mnamo 2015, imeunda mifumo ya kuchaji betri ambayo inaweza kuwasha kiotomatiki ndege zisizo na rubani na roboti ardhini au baharini. Programu ya usimamizi wa nishati inayoitwa Kamanda inaweza kuboresha matumizi ya betri kwa kundi zima kwa kufanya kazi na maunzi. Kampuni inapanga kuunda mfumo wa nguvu wa kutoza roboti za siku zijazo kwenye Mwezi.

Wakati huo huo, mnamo 2022, Idara ya Usafiri ya Indiana (INDOT) ilishirikiana na Chuo Kikuu cha Purdue kuunda barabara kuu ya simiti ya kuchaji bila waya. Mradi huo utatumia zege ya kisasa inayoweza kumetameta—iliyotengenezwa na kampuni ya Ujerumani startup Magment GmbH—ambayo inaruhusu magari ya umeme kuchaji yanapoendesha. Awamu mbili za kwanza za mradi huo zinahusisha upimaji wa lami, uchambuzi, na utafiti wa uboreshaji uliofanywa na Mpango wa Utafiti wa Usafiri wa Pamoja (JTRP) katika chuo kikuu cha West Lafayette cha Chuo Kikuu cha Purdue. Katika awamu ya tatu, INDOT itaunda kitanda cha majaribio chenye kipimo cha robo ya maili ili kupima uwezo wa saruji kwa lori kubwa zinazokimbia kwa kasi ya juu (kilowati 200 na juu). Iwapo awamu zote tatu zitakamilika kwa mafanikio, INDOT inapanga kutumia teknolojia hii kuwasha umeme sehemu ya barabara kuu ya kati ya majimbo ya Indiana.

Athari za uhamishaji wa nguvu bila waya

Athari pana za uhamishaji wa nishati bila waya zinaweza kujumuisha: 

• Miji zaidi inafadhili utafiti wa WPT ili kubadilisha miundombinu ya umma kuwa vituo vya kuchaji visivyotumia waya. Maendeleo haya yanaweza kusaidia watu kubadili magari ya umeme.
• Vianzishaji zaidi vinavyotengeneza mifumo ya WPT ya masafa marefu ambayo inaweza kuchaji vifaa na vifaa kwa mbali katika maeneo yenye changamoto, kama vile magari yanayojiendesha chini ya maji.
• Watengenezaji wa nyaya na nyaya wanakumbana na msukosuko wa biashara kadiri watu wengi zaidi, mashirika, miundombinu ya umma inavyobadilika hadi kuchaji bila waya.
• Miji mahiri zaidi inaweka vituo vya kuchaji vya umma visivyo na waya kwa vifaa tofauti ili kuhimiza muunganisho na ukusanyaji endelevu wa data.
• Uingizwaji wa taratibu wa laini za jadi ndani ya miji yenye mitandao minene ya nodi za upitishaji za WPT (miaka ya 2050).
• Kuongezeka kwa mauzo katika magari ya umeme, haswa lori zinazojiendesha zinazotumika kwa usafirishaji wa maili ya mwisho, kwani WPT inaweza kusaidia shughuli yao ya uwasilishaji 24/7.

Maswali ya kuzingatia

• Ikiwa unatumia WPT kwa vifaa vyako, unapenda nini zaidi kuihusu?
• Je, ni vipi tena WPT inaweza kubadilisha jinsi watu wanavyotumia vifaa vyao?