ควอนตั้มรัน

เครดิตภาพ:

iStock

การถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย: เมื่อมีพลังงานอยู่ทุกที่

บริษัทต่างๆ กำลังพัฒนาระบบการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย (WPT) เพื่อเปิดใช้งานพลังงานสีเขียวและการเชื่อมต่อที่ราบรื่น

เขียนโดย:
ชื่อผู้เขียน
มองการณ์ไกลควอนตัมรัน
December 7, 2022

สรุปข้อมูลเชิงลึก

การชาร์จแบบไร้สายเป็นคุณสมบัติที่น่ายินดีของสมาร์ทโฟนและอุปกรณ์อื่นๆ มาช้านาน อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาวิธีถ่ายทอดเทคโนโลยีไปยังเครื่องจักรที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น หุ่นยนต์และยานพาหนะไฟฟ้า จากการวิจัยล่าสุด เทคโนโลยีอาจพร้อมขับเคลื่อนอุปกรณ์อัตโนมัติรุ่นต่อไปในที่สุด

บริบทการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย

ระบบการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย (WPT) มีประโยชน์สำหรับวัตถุประสงค์ต่างๆ รวมถึงเครื่องใช้ภายในบ้านและการใช้งานเซ็นเซอร์ เทคโนโลยี WPT ช่วยให้สามารถส่งพลังงานในระยะไกลโดยไม่ต้องใช้การเชื่อมโยงทางกายภาพโดยตรง คุณสมบัตินี้มีประโยชน์ในการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ที่การใช้สายเคเบิลเป็นอันตรายและไม่สะดวก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระบบการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย (MRCWPT) แบบเรโซแนนซ์เรโซแนนซ์แม่เหล็กกำลังได้รับความสนใจเนื่องจากประสิทธิภาพการถ่ายโอนที่สูงในระยะทางไกล เทคโนโลยี MRCWPT มีแนวโน้มสูงสำหรับการชาร์จ และถูกนำไปใช้กับการปลูกถ่ายทางการแพทย์ ยานพาหนะไฟฟ้า เครือข่ายเซ็นเซอร์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

ในปี 2020 นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดประสบความสำเร็จในการสาธิตวิธีการประยุกต์ WPT กับหุ่นยนต์ รถยนต์ไฟฟ้า และโดรน แม้ว่าแผ่นชาร์จไร้สายสำหรับโทรศัพท์มือถือจะมีวางจำหน่ายอยู่แล้ว แต่จะใช้งานได้ก็ต่อเมื่อโทรศัพท์อยู่กับที่เท่านั้น อย่างไรก็ตาม แนวทางปฏิบัตินี้อาจไม่สะดวกสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า เนื่องจากจะต้องเสียบปลั๊กที่สถานีชาร์จเป็นเวลาหนึ่งหรือสองชั่วโมงต่อวัน

วิศวกรของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดสองคนตีพิมพ์ผลการวิจัยของพวกเขาในวารสารวิทยาศาสตร์ของ Nature โดยพวกเขาบรรยายถึงเทคโนโลยีที่สามารถขยายขนาดได้ในอนาคตเพื่อใช้ขับเคลื่อนยานพาหนะไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ได้ ต้นแบบห้องปฏิบัติการใหม่สามารถส่งไฟฟ้าแบบไร้สาย 10 วัตต์ในระยะทางสูงสุด 1 เมตร วิศวกรกล่าวว่าด้วยการปรับเปลี่ยนบางอย่าง ระบบสามารถจ่ายพลังงานให้กับรถยนต์ไฟฟ้าที่ต้องการพลังงานไฟฟ้าหลายสิบหรือหลายร้อยกิโลวัตต์

ผลกระทบก่อกวน

บริษัทและองค์กรบางแห่งกำลังเผชิญหน้ากับเทคโนโลยี WPT อยู่แล้ว ในปี 2021 ระบบชาร์จหุ่นยนต์ไร้สาย XNUMX ตัวของสตาร์ทอัพ WiBotic ได้รับใบรับรองความปลอดภัยในยุโรป ตามที่ซีอีโอของบริษัทกล่าว ซึ่งอธิบายว่านี่เป็นก้าวสำคัญในการก้าวไปข้างหน้า ขณะนี้เครื่องชาร์จและเครื่องส่งสัญญาณมีใบรับรอง CE Mark ซึ่งหมายความว่าเป็นไปตามข้อกำหนดด้านสุขภาพและการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหภาพยุโรป (EU)

นอกจากนี้ ระบบเหล่านี้ยังเป็นไปตามระเบียบการของคณะกรรมาธิการไฟฟ้าระหว่างประเทศของสหภาพยุโรปและกลุ่ม CSA (สมาคมมาตรฐานแคนาดา) ของแคนาดา WiBotic ก่อตั้งขึ้นที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันในปี 2015 ได้ออกแบบระบบชาร์จแบตเตอรี่ที่สามารถเพิ่มพลังให้กับโดรนและหุ่นยนต์ทั้งบนบกและในทะเลได้โดยอัตโนมัติ ซอฟต์แวร์การจัดการพลังงานที่เรียกว่า Commander สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการใช้แบตเตอรี่สำหรับฟลีททั้งหมดได้ด้วยการทำงานร่วมกับฮาร์ดแวร์ บริษัทวางแผนที่จะสร้างระบบไฟฟ้าเพื่อชาร์จหุ่นยนต์บนดวงจันทร์ในอนาคต

ในขณะเดียวกัน ในปี 2022 Indiana Department of Transportation (INDOT) ได้ร่วมมือกับ Purdue University เพื่อพัฒนาทางหลวงคอนกรีตสำหรับการชาร์จแบบไร้สายแห่งแรกของโลก โครงการนี้จะใช้คอนกรีตแม่เหล็กที่ล้ำสมัย ซึ่งพัฒนาโดยบริษัทสตาร์ทอัพสัญชาติเยอรมัน Magment GmbH ซึ่งช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าสามารถชาร์จขณะขับขี่ได้ สองขั้นตอนแรกของโครงการเกี่ยวข้องกับการทดสอบ การวิเคราะห์ และการวิจัยการเพิ่มประสิทธิภาพทางเท้าที่ดำเนินการโดยโครงการวิจัยการขนส่งร่วม (JTRP) ที่วิทยาเขต West Lafayette ของมหาวิทยาลัย Purdue ในระยะที่สาม INDOT จะสร้างเตียงทดสอบขนาดหนึ่งในสี่ของไมล์เพื่อทดสอบกำลังไฟฟ้าของคอนกรีตสำหรับรถบรรทุกหนักที่กำลังวัตต์สูง (200 กิโลวัตต์ขึ้นไป) หากทั้งสามเฟสเสร็จสมบูรณ์ INDOT วางแผนที่จะใช้เทคโนโลยีนี้เพื่อผลิตไฟฟ้าส่วนหนึ่งของทางหลวงระหว่างรัฐในรัฐอินเดียนา

ผลกระทบของการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย

ความหมายที่กว้างขึ้นของการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายอาจรวมถึง:

เมืองอื่นๆ ให้ทุนสนับสนุนการวิจัย WPT เพื่อเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานสาธารณะให้เป็นสถานีชาร์จไร้สาย การพัฒนานี้สามารถช่วยให้ผู้คนเปลี่ยนไปใช้รถยนต์ไฟฟ้า
สตาร์ทอัพจำนวนมากพัฒนาระบบ WPT ทางไกลที่สามารถชาร์จอุปกรณ์และอุปกรณ์จากระยะไกลในสถานที่ที่ท้าทาย เช่น ยานใต้น้ำอัตโนมัติ
ผู้ผลิตสายเคเบิลและสายไฟประสบปัญหาธุรกิจหดตัวเนื่องจากผู้คน บริษัท โครงสร้างพื้นฐานสาธารณะเปลี่ยนไปใช้การชาร์จแบบไร้สายมากขึ้น
เมืองที่ชาญฉลาดมากขึ้นกำลังตั้งค่าสถานีชาร์จไร้สายสาธารณะสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เพื่อสนับสนุนการเชื่อมต่อระหว่างกันและการรวบรวมข้อมูลอย่างต่อเนื่อง
การเปลี่ยนสายไฟฟ้าแบบเดิมทีละน้อยภายในเมืองด้วยเครือข่ายโหนดส่งสัญญาณ WPT ที่หนาแน่น (ยุค 2050)
เพิ่มยอดขายในรถยนต์ไฟฟ้า โดยเฉพาะรถบรรทุกไร้คนขับที่ใช้สำหรับการขนส่งในระยะสุดท้าย เนื่องจาก WPT สามารถรองรับกิจกรรมการจัดส่งได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน