Bežično punjenje: dolazi potpuno bežična budućnost

Iako se dani ožičenih zidnih telefona završavaju, a bežične internetske veze su uobičajene kod kuće iu pokretu, ljudi još uvijek ovise o kablovima kako bi napunili svoje mobilne uređaje. Moje istraživanje, kao i istraživanje drugih na terenu, radi na viziji uklanjanja naponskih kabela punjenjem baterija bežično.

Pionirski inženjer elektrotehnike Nikola Tesla prvi je zamislio prijenos električne energije zrakom bez žica 1890-ih. Princip je sličan onome kako radio signal dolazi od radio stanice do vašeg prijemnika - električna energija se pretvara u elektromagnetske valove koji se, kada stignu na svoje odredište, pretvaraju natrag u električne signale. Bežični sustav punjenja bi ipak morao prenositi i primati mnogo više energije nego radio signal.

Do danas, veliki problem je bio u tome koliko je malo snage u stanju prijeći čak i kratke udaljenosti od nekoliko centimetara između odašiljača i prijemnika. Komercijalno dostupni bežični punjači zahtijevaju da korisnici stavljaju svoje telefone izravno na punjač za punjenje; podizanje, kao kod odgovaranja na telefonski poziv, zaustavlja punjenje. Dok istraživači i industrijski inženjeri razvijaju planove za prijenos snage na duže udaljenosti, još nije moguće napuniti električni automobil jednostavnim parkiranjem iznad podloge za punjenje u kolniku na području za odmor na autocesti ili kućnoj garaži.

Daljnji napredak može biti značajan: Razmislite o pacijentu koji nikada nije trebao zamijeniti bateriju svog pejsmejkera ili cestovnom sustavu koji bi mogao puniti električna vozila dok voze. Detektori dima možda više nikada neće trebati zamijeniti svoje baterije; instaliranje nove svjetiljke u domu može biti lako kao i vješanje slike - a pronalaženje najbliže električne utičnice više neće biti briga.

Dobivanje poravnanja baš u pravu

Veza između predajnika i prijemnika je ključna za kretanje električne energije iz jedne u drugu. U idealnom slučaju - i najučinkovitije - frekvencija u kojoj se energija prenosi bi odgovarala prirodnoj rezonantnoj frekvenciji prijemnika. To je kao kad kamion prolazi pored tvoje kuće: Neki od njih vibriraju na pravoj frekvenciji da bi zveketali vaše prozore, ali drugi kamioni prolaze s jedva zvukom.

Za bežično punjenje, ključni izazov je osigurati da su odašiljač i prijemnik pravilno postavljeni. Ako nisu, njihove se frekvencije možda neće točno podudarati, a količina energije koja se značajno prenosi - ili čak na nulu.

Naša istraživačka skupina radi na razvoju elektroničkih komponenti punjača koje se mogu prilagoditi - poput ugađanja radija - dok se rezonantne frekvencije ne poklope. Sustavi koji se mogu podešavati - ili, još bolje, oni koji sami mogu primijetiti kada odašiljači i prijemnici nisu točno poravnati, i sami se podešavati - bit će mnogo učinkovitiji.

Na primjer, ako se električni automobil parkira na vrhu punjača za baterije, idealno bi bilo da se prijemnik i odašiljač savršeno podudaraju, u položaju za rezoniranje na istoj frekvenciji. Ako je vozač parkiran pod kutom, premda, ili predaleko ili natrag, prijenos neće biti tako učinkovit. U tom slučaju, uređaj prepoznaje da se snaga ne prenosi tako dobro kao što se očekivalo, i može prilagoditi komponente kako bi promijenile frekvenciju prijenosa radi boljeg učinka.

Naš rad će se uskladiti s drugim istraživanjima na drugim sveučilištima, razvijajući baterije za brzo punjenje i kontrolnu elektroniku velike snage za poboljšanje učinkovitosti i gustoće snage za brzo punjenje. Trebat će vremena da sve to djelo donese plod koji ga čini komercijalnim tržištima, ali uistinu dolazi beskrajna budućnost.

Ovaj je članak izvorno objavljen na razgovoru Shashanka Priye. Pročitajte izvorni članak ovdje.