电网中的无线电力：随时随地为电动汽车充电

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  量子运行远见
• 2022 年 5 月 6 日

洞察总结

无线电力有望将电力无缝传输到一系列设备，这可能会改变我们与技术的日常互动。 虽然这个概念并不新鲜，但公司和政府最近的努力正在使其更接近现实，尽管存在传输过程中的能量损失以及需要进行大量基础设施改造等挑战。 不断发展的前景预示着连锁反应，包括重新设计产品线以兼容无线充电、提高生产力以及转向可再生能源。

无线电力环境

无线电力即将出现，有望为汽车制造和电信等多个行业带来变革，类似于之前物联网 (IoT) 和人工智能 (AI) 所带来的影响。 对便捷高效能源解决方案日益增长的需求推动了这一发展。 预计这项技术将有助于将电力无缝传输到各种设备，从而有可能改变我们在日常生活中与小工具和电器交互的方式。 

无线充电的概念并不新鲜。 它可以追溯到发明家和工程师尼古拉·特斯拉的作品。 特斯拉的愿景是利用悬挂气球网络或战略性定位的塔来促进电力传输，实现相当远的距离无线传输。 截至 2023 年，致力于 5G 网络的开发人员已经成功创建了“无线电网”。 该电网最初是为其他目的而设计的，有潜力为集成在车辆、工厂、办公室和住宅内的小型设备充电或供电。

尽管前景广阔，但这一发展的主要障碍之一是传输过程中发生的巨大能量损失。 此外，现有的 5G 技术基础设施可能需要进行重大修改，包括安装密集的塔网络和天线阵列以支持无线电力传输。 必须明智地应对这些挑战，以释放无线电力的全部潜力。

破坏性影响

美国软件企业 Wireless Advanced Vehicle Electrification (WAVE) 在开发满足中高功率输出需求的无线能源方面取得了长足的进步。 该公司设计了可放置在地下、道路下方或停车场的充电设备，能够提供高达 1 兆瓦的无线功率。 这种设置有可能促进电动汽车用户的无缝充电体验，减少停机时间并鼓励更多人转向电动汽车。 此外，它还为城市规划者重新思考城市景观、将能源解决方案融入道路基础设施的结构开辟了途径。

美国电动汽车巨头特斯拉在涉足电动卡车生产时，正在关注无线充电技术的潜在优势。 WAVE 技术的利用可能会改变游戏规则，提供必要的动力解决方案来满足此类车辆的需求。 与此同时，印第安纳州交通部正在与普渡大学和一家德国水泥制造商合作，打造磁性水泥道路，能够在电动汽车行驶时为它们提供能量。 

随着这些技术的形成，会产生连锁反应，鼓励其他公司探索无线充电解决方案，从而有可能促进对风能和太阳能等可再生能源技术的更大投资。 政府和市政当局可能会发现自己正处于需要促进这项技术发展的时刻，可能通过激励措施或合作伙伴关系，以确保更绿色的未来。 在这种情况下，政府机构、教育机构和私营企业等各利益相关者之间的协同作用可以推动可持续能源革命。

无线电力的影响 

无线电力的更广泛影响可能包括：

• 使用动力电子产品的制造商逐渐重新设计其大部分产品线，以与无线充电技术兼容，从而培育一个消费者可以享受更无缝、更便捷的用户体验的市场。
• 随着产品、机械和工作场所能够持续充电并具有更大的流动性，人口规模的生产力不断提高，从而形成停机时间显着减少、运营效率提高的环境。
• 降低对汽油和柴油动力车辆的依赖，协助各国应对全球变暖并实现碳排放目标。
• 各国政府重新考虑能源基础设施投资，以更好地纳入无线电力传输，为需要更换的遗留能源基础设施较少的发展中国家提供可行的选择。
• 城市规划范式的转变，包括无线充电车道和充电点，使城市更加适应电动汽车，并随着电动汽车采用率的增加而减少交通拥堵。
• 电动汽车充电站新商业模式的出现，公司可以提供无限充电的订阅服务。
• 随着旧的、不兼容的设备变得过时，电子废物可能会增加，从而导致环境问题，需要仔细的管理和回收策略。
• 可再生能源领域对熟练劳动力的需求激增，导致高科技行业创造就业机会和劳动力发展机会。
• 政策制定者正在努力制定法规，以确保无线电力生态系统符合安全和效率标准，从而形成一个在促进技术进步的同时维护消费者利益的监管环境。
• 在广泛实施无线电力的初始阶段，能源成本可能会上升，从而带来经济挑战，需要仔细考虑，以确保所有社会经济群体的负担能力和可及性。

需要考虑的问题

• 您是否认为完全依赖电动设备会导致未来对电池制造商的依赖？
• 您认为当前与无线电力传输相关的低效率（能量泄漏）是否可以克服，从而被区域电网采用？
• 您认为可以大规模部署无线电力传输塔以支持大型城市中心吗？