Quantumrun

КРЕДИТ ЗОБРАЖЕННЯ:

iStock

Бездротова передача енергії: коли енергія доступна всюди

Компанії розробляють системи бездротової передачі енергії (WPT), щоб забезпечити екологічну енергію та безперебійне підключення.

Автор:
ім'я автора
Quantumrun Foresight
7 Грудня, 2022

Короткий огляд

Бездротова зарядка вже давно є бажаною функцією смартфонів та інших пристроїв. Проте вчені шукають способи перенести технологію на більш складні машини, такі як роботи та електромобілі. Завдяки останнім дослідженням ця технологія нарешті може бути готова для живлення автономних пристроїв наступного покоління.

Контекст бездротової передачі енергії

Система бездротової передачі енергії (WPT) корисна для різних цілей, включаючи побутову техніку та датчики. Технологія WPT дозволяє передавати енергію на відстань без використання прямого фізичного з’єднання. Ця функція зручна для живлення пристроїв, де використовувати кабелі небезпечно та незручно. Зокрема, система бездротової передачі енергії з магнітним резонансним зв’язком (MRCWPT) привертає увагу завдяки своїй високій ефективності передачі на великі відстані. Технологія MRCWPT є дуже перспективною для заряджання та застосована до медичних імплантатів, електромобілів, сенсорних мереж і побутової електроніки.

У 2020 році дослідники Стенфордського університету успішно продемонстрували, як WPT можна застосувати до робототехніки, електромобілів і дронів. Хоча бездротові зарядні панелі для мобільних телефонів уже доступні, вони працюють, лише якщо телефон нерухомий. Однак ця практика була б незручною для електромобілів, оскільки це означало б підключатися до зарядних станцій на годину-дві щодня.

Два інженери Стенфордського університету опублікували свої висновки в науковому журналі Nature, де вони описали технологію, яку в майбутньому можна буде розширити для живлення рухомих електромобілів. Новий лабораторний прототип може бездротово передавати 10 Вт електроенергії на відстань до 1 метра. Інженери кажуть, що з деякими коригуваннями система може забезпечувати електроенергією електромобіль, якому потрібні десятки або сотні кіловат.

Руйнівний вплив

Деякі компанії та організації вже створюють перешкоди для технології WPT. За словами генерального директора компанії, у 2021 році дві системи бездротової зарядки роботів WiBotic отримали сертифікати безпеки в Європі, який описує це як великий крок вперед. Тепер зарядні пристрої та трансмітери мають сертифікат CE Mark, що означає, що вони відповідають вимогам Європейського Союзу (ЄС) щодо захисту здоров’я та навколишнього середовища.

Крім того, ці системи відповідають протоколу Міжнародної електротехнічної комісії ЄС і канадської групи CSA (Канадської асоціації стандартів). Компанія WiBotic, створена в Університеті Вашингтона в 2015 році, розробила системи зарядки акумуляторів, які можуть автоматично живити дрони та роботів на суші або в морі. Програмне забезпечення для керування живленням під назвою Commander може оптимізувати використання батареї для всього парку, працюючи з обладнанням. Компанія планує створити енергосистему для зарядки майбутніх роботів на Місяці.

Тим часом у 2022 році Департамент транспорту Індіани (INDOT) об’єднався з Університетом Перд’ю, щоб розробити першу в світі бетонну магістраль із бездротовою зарядкою. У проекті використовуватиметься передовий намагнічений бетон, розроблений німецьким стартапом Magment GmbH, який дозволяє електромобілям заряджатися під час руху. Перші два етапи проекту включають випробування, аналіз та оптимізацію тротуарів, які проводяться Спільною програмою досліджень транспорту (JTRP) у кампусі Університету Пердью у Вест-Лафайєт. На третьому етапі INDOT побудує випробувальний стенд розміром чверть милі для перевірки потужності бетону для важких вантажівок, що працюють із високою потужністю (200 кіловат і більше). Якщо всі три етапи будуть успішно завершені, INDOT планує використовувати цю технологію для електрифікації частини міжштатної дороги в Індіані.

Наслідки бездротової передачі енергії

Більш широкі наслідки бездротової передачі енергії можуть включати:

Більше міст фінансують дослідження WPT для перетворення громадської інфраструктури на бездротові зарядні станції. Ця розробка може допомогти людям перейти на електромобілі.
Більше стартапів, що розробляють системи WPT на великі відстані, які можуть дистанційно заряджати пристрої та обладнання в складних місцях, наприклад автономні підводні апарати.
Виробники кабелів і проводів відчувають скорочення бізнесу, оскільки все більше людей, корпорацій, громадська інфраструктура переходять на бездротову зарядку.
Більше розумних міст, які встановлюють громадські бездротові зарядні станції для різних пристроїв, щоб заохотити взаємозв’язок і постійний збір даних.
Поступова заміна традиційних ліній електропередач у містах щільними мережами вузлів передачі WPT (2050-ті роки).
Збільшення продажів електромобілів, особливо автономних вантажівок, які використовуються для доставки на «останній милі», оскільки WPT може підтримувати цілодобову доставку.