Ερευνητής του πανεπιστημίου Cornell δημιουργεί τεχνολογία για ασύρματη φόρτιση των ηλεκτρικών οχημάτων

  • Τεχνολογία φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων θα μπορούσε να επιτρέψει στους οδηγούς να φορτίζουν τα αυτοκίνητά τους ενώ βρίσκονται εν κινήσει  στον αυτοκινητόδρομο.
  • Οι αυτοκινητόδρομοι θα μπορούσαν να ενσωματώσουν στους δρόμους μεταλλικές πλάκες που φορτίζουν τα αυτοκίνητα, ενώ αυτά βρίσκονται εν κινήσει πάνω τους.
  • Το project απέχει περίπου πέντε χρόνια από την ολοκλήρωση του, αλλά μπορεί να τροφοδοτήσει ήδη με ενέργεια τα περισσότερα ηλεκτρικά οχήματα.

Φανταστείτε ότι οδηγείτε το Tesla σας, ή ένα αντίστοιχο ηλεκτρικό αυτοκίνητο, στον αυτοκινητόδρομο και η μπαταρία σας εξαντλείται. Θα μπορούσατε να βγείτε στην επόμενη έξοδο και να ξοδέψετε χρόνο και ενέργεια, αναζητώντας έναν σταθμό φόρτισης. Ή θα μπορούσατε απλά να αλλάξετε λωρίδες και να οδηγήσετε πάνω από ειδικές λωρίδες φόρτισης που είναι ενσωματωμένες στο δρόμο.

Ερευνητές από το πανεπιστήμιο του Cornell εργάζονται ακριβώς για αυτό, αναπτύσσοντας μια λύση σε ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια στην υιοθέτηση ηλεκτρικών αυτοκινήτων – το εύρος της μπαταρίας και τη διαθεσιμότητα φόρτισης.

Αυτό είναι το όραμα του Khurram Afridi, αναπληρωτή καθηγητή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών στο Κολέγιο Μηχανολογίας του Cornell. Ο Afridi είναι πρωτοπόρος μιας καινοτόμου προσέγγισης για την ασύρματη φόρτιση των ηλεκτρικών οχημάτων, των αυτόνομων περονοφόρων και άλλων κινητών μηχανημάτων, ενώ παραμένουν σε κίνηση.

Η τεχνολογία όχι μόνο θα εξοικονομήσει χρόνο για τους οδηγούς και θα βελτιώσει την παραγωγικότητα στις αποθήκες, αλλά θα ανοίξει επίσης κυριολεκτικά το δρόμο για πιο βιώσιμες μετακινήσεις.

“Οι αυτοκινητόδρομοι θα έχουν λωρίδα φόρτισης, όπως έχουν λωρίδα υψηλής πληρότητας”, δήλωσε ο Afridi στο Business Insider. “Εάν εξαντληθεί η μπαταρία, θα μετακινήστε στη λωρίδα φόρτισης. Η τεχνολογία θα είναι σε θέση να εντοπίσει ποιο αυτοκίνητο πήγε στη λωρίδα και αργότερα θα σας στέλνει το λογαριασμό.”

Ενώ θα χρειαστούν περίπου 5 έως 10 χρόνια πριν το έργο  να είναι έτοιμο να εφαρμοστεί σε μεγάλους δρόμους, o Afridi βλέπει την ασύρματη φόρτιση ως τον καλύτερο τρόπο για την εξάλειψη των φόβων του οδηγού σχετικά με την εύρεση σταθμών φόρτισης και την εξάντληση της μπαταρίας.

Επί του παρόντος, υπάρχουν περίπου 1,8 εκατομμύρια αυτοκίνητα με μπαταρία στους δρόμους των ΗΠΑ, αλλά υπάρχουν μόνο περίπου 100.000 πρίζες φόρτισης για αυτά σε περίπου 41.000 δημόσιες θέσεις σταθμών. Ο Πρόεδρος Joe Biden έχει δεσμευτεί να κατασκευάσει 500.000 νέες πρίζες την επόμενη δεκαετία, έναν στόχο που ορισμένοι ειδικοί λένε ότι θα ήταν δύσκολο να επιτευχθεί.

Διαβάστε ακόμα: Ισραηλινή start-up αναπτύσει μπαταρία ηλεκτρικών αυτοκινήτων που φορτίζει σε 5 λεπτά

Μια πρόσφατη μελέτη από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια Davis διαπίστωσε ότι ένας στους πέντε ιδιοκτήτες ηλεκτρικών αυτοκινήτων επέστρεψε σε ένα αυτοκίνητο με βενζίνη λόγω της ταλαιπωρίας που χρειάζεται για τη φόρτιση του. Δεδομένα από την JD Power διαπίστωσαν ότι το άγχος που σχετίζεται με το εύρος μπαταρίας ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου είναι ένας πρωταρχικός περιοριστικός παράγοντας στην εμπορική βιωσιμότητα των οχημάτων.

Ο Afridi δήλωσε ότι “ο μόνος τρόπος με τον οποίο οι άνθρωποι θα αγοράσουν ηλεκτρικά αυτοκίνητα είναι εάν είναι εξίσου εύκολο να τα φορτίσουν όσο να τα ανεφοδιάσουν με καύσιμο. Εάν είχαμε αυτήν την τεχνολογία ασύρματης φόρτισης, τα ηλεκτρικά οχήματα θα είχαν ακόμη λιγότερους περιορισμούς από τα παραδοσιακά.”

Η ασύρματη φόρτιση δεν είναι νέο φαινόμενο

Η επιστήμη που αφορά το έργο του Afridi μας πηγαίνει πίσω πάνω από 100 χρόνια στον Nikola Tesla, τον εφευρέτη που χρησιμοποίησε εναλλασσόμενα ηλεκτρικά πεδία για να δώσει ενέργεια στα φώτα χωρίς να τα συνδέσει. Η τεχνολογία του Afridi θα ενσωματώσει ειδικές μεταλλικές πλάκες στο δρόμο που συνδέονται με μια γραμμή ισχύος και έναν μετατροπέα υψηλής συχνότητας. Οι πλάκες θα δημιουργούν εναλλασσόμενα ηλεκτρικά πεδία που θα προσελκύουν και θα απωθούν ένα ζευγάρι ταιριαστών πλακών που συνδέονται στο κάτω μέρος του ηλεκτρικού οχήματος.

Ασύρματη Φορτίση
Σκίτσο της διαδικασίας ασύρματης φόρτισης

Το 1986, στην Καλιφόρνια δοκιμάστηκε μια επιλογή ασύρματης φόρτισης για το πρόγραμμα Advanced Transit and Highways (PATH). Τα τελευταία χρόνια, η ασύρματη φόρτιση για τηλέφωνα έχει επίσης υποστηριχτεί από εταιρείες όπως η Apple και η Samsung. Όμως, συνολικά, οι προσπάθειες ασύρματης φόρτισης έχουν παραμείνει στάσιμες καθώς το hardware έχει αποδειχθεί ακριβό και συχνά δυσκίνητο.

Η ασύρματη φόρτιση απέτυχε επειδή οι εταιρείες τεχνολογίας επικεντρώθηκαν σε μαγνητικά πεδία, αντί για ηλεκτρικά, δήλωσε ο Afridi στο Business Insider. Τα εναλλακτικά μαγνητικά πεδία απαιτούν ογκώδες, ακριβό υλικό και χρησιμοποιούν περισσότερη ενέργεια από ό, τι παρέχουν.

Διαβάστε ακόμα: Ισραηλινή start-up αναπτύσει μπαταρία ηλεκτρικών αυτοκινήτων που φορτίζει σε 5 λεπτά

Η φόρτιση μέσω ηλεκτρικών πεδίων έχει αγνοηθεί ως επί το πλείστον λόγω των υψηλών συχνοτήτων που θα απαιτούσε και τα μαγνητικά πεδία είναι επίσης ευκολότερα στην παραγωγή, σύμφωνα με τον Afridi. Όμως, ο καθηγητής εδώ και αρκετό καιρό ενδιαφέρεται να ωθήσει την τεχνολογία στις υψηλότερες δυνατές της συχνότητες κάτι το οποίο χρονολογείται από το έργο του στο Jet Propulsion Laboratory της NASA το 1987.

“Νόμιζαν ότι δεν ήταν εφικτό, επειδή δεν σκέφτηκαν να πάνε στο υψηλό επίπεδο συχνοτήτων που σκεφτόμουν”, είπε ο Afridi. “Όμως, αυτός ήταν πάντα ο τομέας της έρευνάς μου. Είναι πραγματικά το πάθος μου να πάω σε πολύ υψηλές συχνότητες και να προωθήσω την τεχνολογία στην υψηλότερη δυνατή της συχνότητα.”

Ασύρματη Φόρτιση
Ο Afridi και η ομάδα του ανέπτυξαν ένα ασύρματο σύστημα μεταφοράς ισχύος.

Η ομάδα του Afridi που αποτελείται από συναδέλφους του και ερευνητές στο Cornell, έχει κάνει ήδη μεγάλη πρόοδο και μπορεί να τροφοδοτήσει οχήματα με απόσταση έως 18 εκατοστά από το δρόμο, το οποίο αντιπροσωπεύει τα περισσότερα ηλεκτρικά οχήματα. Η ομάδα δημιούργησε επίσης τεχνολογία που επιτρέπει στο όχημα να αποκτήσει πλήρη ισχύ όταν περνά πάνω από τις πλάκες φόρτισης (που θα ήταν ενσωματωμένες σε απόσταση μερικών μέτρων) ακόμη και αν δεν είναι πλήρως ευθυγραμμισμένες.

Τα μεγαλύτερα εμπόδια για το έργο ήταν η εύρεση και δημιουργία συστατικών που θα μπορούσαν να μεταφέρουν τα υψηλά επίπεδα ηλεκτρικής ενέργειας που απαιτούνται για την τροφοδοσία των οχημάτων, καθώς και ηλεκτρικούς διακόπτες που θα μπορούσαν να λειτουργήσουν στις υψηλές συχνότητες που απαιτούνται για την αποτελεσματική φόρτιση. Μέχρι σήμερα, η διαδικασία φόρτισης διαρκεί περίπου 4-5 ώρες για την πλήρη φόρτιση ενός μικρότερου οχήματος όπως το Nissan Leaf, ενώ τα μεγαλύτερο Tesla θα απαιτούσαν ακόμη μεγαλύτερο χρόνο φόρτισης, δήλωσε ο Afridi.

Η υποδομή που είναι απαραίτητη για τις λωρίδες φόρτισης θα απαιτούσε μαζική αναθεώρηση των μεγάλων οδικών δικτύων των ΗΠΑ, αλλά ο Afridi είπε στο Insider ότι μια προσέγγιση θα ήταν να ηλεκτροδοτηθούν πρώτα οι πολυσύχναστοι αυτοκινητόδρομοι και οι μεγάλες πόλεις. Οι μεταλλικές πλάκες θα ήταν επίσης χρήσιμες για φόρτιση σε πινακίδες στοπ και φανάρια.

Η ομάδα του Afridi εργάζεται ήδη χρησιμοποιώντας την τεχνολογία του για να τροφοδοτήσει αυτόνομα περονοφόρα ανυψωτικά μέσα από μια συνεργασία με την Toyota. Ενώ θα  χρειαστούν αρκετά χρόνια μέχρι η τεχνολογία να είναι έτοιμη για μεγάλους δρόμους, είπε στο Insider ότι η τεχνολογία πιθανότατα θα τροφοδοτήσει πρώτα τα περονοφόρα ανυψωτικά και τα αυτόνομα ρομπότ στις αποθηκών.

Πηγή: Businessinsider.com

Πρόσφατα

Δημοφιλή