Điện không dây trong lưới năng lượng: Sạc ô tô điện khi đang di chuyển

• tác giả:
• tên tác giả

  Tầm nhìn lượng tử
• 6 Tháng Năm, 2022

Tóm tắt thông tin chi tiết

Điện không dây hứa hẹn truyền tải điện liền mạch tới nhiều loại thiết bị, có khả năng thay đổi sự tương tác hàng ngày của chúng ta với công nghệ. Mặc dù khái niệm này không mới nhưng những nỗ lực gần đây của các công ty và chính phủ đang đưa nó đến gần hơn với thực tế, bất chấp những thách thức như tổn thất năng lượng trong quá trình truyền tải và nhu cầu sửa đổi cơ sở hạ tầng đáng kể. Bối cảnh đang mở ra dự kiến ​​sẽ có hiệu ứng gợn sóng, bao gồm các dòng sản phẩm được thiết kế lại để tương thích với sạc không dây, nâng cao năng suất và chuyển sang sử dụng năng lượng tái tạo.

Bối cảnh điện không dây

Điện không dây sắp ra mắt, hứa hẹn mang lại những thay đổi mang tính biến đổi cho một số ngành công nghiệp bao gồm sản xuất ô tô và viễn thông, tương tự như những tác động đã thấy trước đây của Internet of Things (IoT) và trí tuệ nhân tạo (AI). Sự phát triển này được thúc đẩy bởi nhu cầu ngày càng tăng về các giải pháp năng lượng thuận tiện và hiệu quả. Người ta hình dung rằng công nghệ này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền tải năng lượng liền mạch đến nhiều loại thiết bị, có khả năng thay đổi cách chúng ta tương tác với các tiện ích và thiết bị trong cuộc sống hàng ngày. 

Khái niệm điện không dây không phải là mới; nó quay trở lại các tác phẩm của nhà phát minh và kỹ sư Nikola Tesla. Tesla nuôi dưỡng một tầm nhìn nơi năng lượng có thể được truyền không dây trên một khoảng cách đáng kể, sử dụng mạng lưới khinh khí cầu treo hoặc các tòa tháp có vị trí chiến lược để tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền tải này. Kể từ năm 2023, các nhà phát triển làm việc trên mạng 5G đã cố gắng tạo ra một "lưới điện không dây". Lưới điện này, ban đầu được thiết kế cho các mục đích khác, có khả năng sạc lại hoặc cung cấp năng lượng cho các thiết bị nhỏ được tích hợp trong xe cộ, nhà máy, văn phòng và nhà ở.

Bất chấp những triển vọng đầy hứa hẹn, một trong những trở ngại chính của sự phát triển này là sự thất thoát năng lượng đáng kể xảy ra trong quá trình truyền tải. Hơn nữa, cơ sở hạ tầng công nghệ 5G hiện tại có thể cần phải trải qua những sửa đổi đáng kể, bao gồm việc lắp đặt mạng lưới tháp dày đặc và một loạt ăng-ten để hỗ trợ truyền tải điện không dây. Điều bắt buộc là phải giải quyết những thách thức này một cách khôn ngoan để khai thác toàn bộ tiềm năng của điện không dây.

Tác động gián đoạn

Doanh nghiệp phần mềm Điện khí hóa phương tiện tiên tiến không dây (WAVE) của Hoa Kỳ đang có những bước tiến trong việc phát triển các nguồn năng lượng không dây phục vụ nhu cầu công suất trung bình và cao. Công ty đã lên ý tưởng về thiết bị sạc có thể được đặt dưới lòng đất, bên dưới lòng đường hoặc trong bãi đậu xe, với khả năng cung cấp năng lượng không dây lên tới 1 megawatt. Kiểu thiết lập này có khả năng tạo điều kiện thuận lợi cho trải nghiệm sạc liền mạch cho người sử dụng xe điện, giảm thời gian ngừng hoạt động và khuyến khích nhiều người chuyển sang sử dụng xe điện. Hơn nữa, nó mở ra con đường cho các nhà quy hoạch đô thị xem xét lại cảnh quan thành phố, tích hợp các giải pháp năng lượng vào cơ sở hạ tầng đường bộ.

Hãng xe điện khổng lồ Tesla của Mỹ đang để mắt đến những lợi ích tiềm năng của công nghệ sạc không dây khi hãng này mạo hiểm sản xuất một chiếc xe tải điện. Việc sử dụng công nghệ của WAVE có thể là yếu tố thay đổi cuộc chơi, cung cấp các giải pháp năng lượng cần thiết để đáp ứng nhu cầu của một phương tiện như vậy. Trong khi đó, Bộ Giao thông vận tải Indiana đang hợp tác với Đại học Purdue và một nhà sản xuất xi măng của Đức để chế tạo những con đường xi măng từ tính có khả năng cung cấp năng lượng cho xe điện khi chúng đi qua. 

Khi những công nghệ này hình thành, sẽ có tác động lan tỏa khuyến khích các công ty khác khám phá các giải pháp sạc không dây, có khả năng thúc đẩy đầu tư nhiều hơn vào các công nghệ năng lượng tái tạo như năng lượng gió và năng lượng mặt trời. Chính phủ và các đô thị có thể nhận thấy mình đang ở thời điểm cần tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của công nghệ này, có thể thông qua các biện pháp khuyến khích hoặc hợp tác, để đảm bảo một tương lai xanh hơn. Đó là một kịch bản trong đó sự phối hợp giữa các bên liên quan khác nhau - cơ quan chính phủ, tổ chức giáo dục và doanh nghiệp tư nhân - có thể thúc đẩy một cuộc cách mạng năng lượng bền vững.

Ý nghĩa của điện không dây 

Ý nghĩa rộng hơn của điện không dây có thể bao gồm:

• Các nhà sản xuất sản phẩm sử dụng thiết bị điện tử đang dần thiết kế lại hầu hết các dòng sản phẩm của họ để tương thích với công nghệ sạc không dây, thúc đẩy một thị trường nơi người tiêu dùng có thể tận hưởng trải nghiệm người dùng liền mạch và thuận tiện hơn.
• Cải thiện năng suất ở quy mô dân số ngày càng tăng do sản phẩm, máy móc và nơi làm việc có thể được sạc liên tục và có tính di động cao hơn, dẫn đến môi trường có thời gian ngừng hoạt động giảm đáng kể và hiệu quả hoạt động được nâng cao.
• Giảm sự phụ thuộc vào các phương tiện chạy bằng xăng và dầu diesel, hỗ trợ các quốc gia chống lại hiện tượng nóng lên toàn cầu và đáp ứng các mục tiêu phát thải carbon của họ.
• Các chính phủ đang xem xét lại việc đầu tư vào cơ sở hạ tầng năng lượng để kết hợp tốt hơn việc truyền tải điện không dây, đưa ra một lựa chọn khả thi cho các nước đang phát triển có ít cơ sở hạ tầng năng lượng cũ cần thay thế.
• Sự thay đổi trong mô hình quy hoạch đô thị bao gồm các làn và điểm sạc không dây, dẫn đến các thành phố có nhiều phương tiện chạy điện hơn và giảm tắc nghẽn giao thông khi việc sử dụng phương tiện điện ngày càng tăng.
• Sự xuất hiện của các mô hình kinh doanh mới cho các trạm sạc xe điện, nơi các công ty có thể cung cấp dịch vụ đăng ký để sạc không giới hạn.
• Chất thải điện tử có khả năng gia tăng khi các thiết bị cũ, không tương thích trở nên lỗi thời, dẫn đến những lo ngại về môi trường đòi hỏi phải có chiến lược quản lý và tái chế cẩn thận.
• Nhu cầu lao động có tay nghề cao trong lĩnh vực năng lượng tái tạo tăng cao, dẫn đến tạo việc làm và cơ hội phát triển lực lượng lao động trong các ngành công nghệ cao.
• Các nhà hoạch định chính sách đang vật lộn với việc xây dựng các quy định để đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn và hiệu quả trong hệ sinh thái điện không dây, dẫn đến bối cảnh pháp lý bảo vệ lợi ích của người tiêu dùng đồng thời thúc đẩy tiến bộ công nghệ.
• Khả năng tăng chi phí năng lượng trong giai đoạn đầu triển khai điện không dây rộng rãi, dẫn đến những thách thức kinh tế cần được xem xét cẩn thận để đảm bảo khả năng chi trả và khả năng tiếp cận cho tất cả các nhóm kinh tế xã hội.

Các câu hỏi cần xem xét

• Bạn có tin rằng việc phụ thuộc hoàn toàn vào thiết bị chạy bằng điện có thể tạo ra sự phụ thuộc trong tương lai vào các nhà sản xuất pin không?
• Bạn có nghĩ rằng tình trạng kém hiệu quả (rò rỉ năng lượng) hiện nay liên quan đến truyền tải điện không dây có thể được khắc phục để đưa vào lưới điện khu vực không?
• Bạn có nghĩ rằng các tháp truyền tải điện không dây có thể được triển khai trên quy mô lớn để hỗ trợ các trung tâm đô thị lớn?