مقایسه فناوری‌های انتقال انرژی الکتریسیته بی‌سیم

انتقال بی‌سیم، از رویا تا واقعیت

امکان انتقال جریان برق به‌صورت بی‌سیم (Wireless power) ابتدا در سال 2007 در نمایشگاه CES به‌نمایش گذاشته شد. از آن زمان تاکنون این فناوری حیرت‌انگیز آرام‌آرام می‌رفت تا به بوته فراموشی سپرده شود، اما با همت و تلاش یک گروه محقق به نام «کنسرسیوم نیروی بی‌سیم» که متشکل از شرکت‌هایی مانند Fulton Innovation National Semiconductor، اولیمپوس، فیلیپس و سامسونگ است، این مساله دوباره و به‌شکلی نو در حال مطرح شدن است.

کد خبر: ۳۳۹۷۱۳

در نمایشگاه CES امسال نیز شرکت هایر چین، تلویزیون ال‌سی‌دی‌ را به‌نمایش گذاشت که تمام اتصالات آن بی‌سیم بود و حتی انتقال برق به دستگاه نیز بدون هیچ سیم و کابلی صورت می‌گرفت. با عرضه این فناوری در قالب وسیله‌ای همچون تلویزیون بی‌سیم و راه یافتن آن به خانه‌ها، به‌زودی این فناوری در دسترس عموم قرار خواهد گرفت.

مشخصات فناوری انتقال جریان برق بی‌سیم

نسخه 95/0 این فناوری، استانداردی است برای انتقال جریان برق از طریق القای مغناتیسی که به‌وسیله آن وسایل برقی مختلف می‌توانند از راه قرار گرفتن روی سطح یک صفحه سازگار ویژه نیرورسانی شارژ شوند. این فناوری با استفاده از لوگوی رسمی برق‌رسانی‌ بی‌سیم، که برگرفته از لغت چینی Qi با تلفظ چی (Chi) و به‌معنای زندگی و انرژی حیاتی بدن است، معرفی شد.

شرکت‌های عضو این ائتلاف، به‌طور مشترک و همزمان روی این موضوع کار کردند تا سرانجام توانستند به نتیجه و نظری واحد درباره مشخصات فنی آن دست یابند. نتیجه این مشارکت و همکاری راه را برای شتاب دادن به روند انتشار جدول زمان‌بندی نسخه 0/1 آینده این استاندارد هموار خواهد کرد.

بنابر تحقیقات انجام شده از سوی شرکت‌های عضو این ائتلاف، مشخصه‌های نسخه 0/1 این فناوری برای فراهم آوردن بیش از 5وات جریان نیروی برق، طراحی شده است که برای نیرورسانی به یک تلفن همراه یا دستگاه پخش MP3 و شارژ باتری آنها کفایت می‌کند. شرکت Fulton innovation اولین شرکتی است که گام در عرصه تولید نمونه اولیه این محصولات گذاشت. خط تولید eCoupled آن نیز در زمینه صفحات نیرورسان مخصوص شارژ وسایل خانگی و داخل خودرو نقش مهمی را ایفا می‌کند. ناگفته نماند که محققان دیگری خارج از این ائتلاف نیز به‌صورت مستقل روی نسخه‌های انتقال جریان برق بی‌سیم کار کرده‌اند که در اینجا مهم‌ترین آنها را به‌کوتاهی معرفی می‌کنیم و مزیت‌ها و تفاوت‌های روش و فناوری آنها را بیان می‌کنیم.

انواع فناوری‌ها و شیوه‌های انتقال جریان الکتریسیته بی‌سیم

Tesla: نیکولا تسلا یکی از اشخاصی بود که در اواخر قرن هجدهم تحقیقات چشمگیری را در زمینه انتقال برق به‌صورت بی‌سیم انجام داد. پیش از خلق شبکه‌های پیچیده انتقال برق، با استفاده از ایده‌های تسلا قسمتی از فضای یونی جو کره زمین (یا یونوسفر) مقادیری کلان از میدان‌های الکتریکی را ایجاد کرده بود. زمانی که برق از طریق سیم‌ها جریان پیدا کرد و انتقالش به خانه‌ها و مراکز تجاری ممکن شد و حتی پیش از این‌که مسائل مختلف در رابطه با نظریات تسلا بتوانند مورد مطالعه کاملی قرار گرفته و تصحیح شوند، میل و اشتیاق داشتن نیروی بی‌سیم فروکش کرد. اما سرانجام در دوره ما با رشد روزافزون دستگاه‌های شخصی الکترونیکی قابل حمل و با احساس نیاز به این شیوه انتقال جریان الکتریسیته، فناوری انتقال برق بی‌سیم دوباره به‌صورت جدی مطرح شد و مورد توجه قرار گرفت.

فناوری تشعشع الکترومغناتیسی

اگرچه با روش تشعشع مغناتیسی می‌توان انرژی الکتریسیته را منتقل کرد، اما نمی‌توان این روش را یک شیوه کاملا عملی برای این کار دانست. تشعشعات غیرمستقیم الکترومغناتیسی که به‌شکل خاصی جهت‌دهی نشده‌اند، در همه جهات منتشر می‌شوند (درست مانند امواج رادیویی). این امر موجب می‌شود تا این روش به‌عنوان یکی از ناکارآمدترین روش‌های انتقال جریان برق محسوب شود. با این‌که تشعشعات مغناتیسی جهت‌دار کارآمد هستند (مانند لیزر)، اما لیزرها خطرناکند و فقط در مسیری مستقیم سیر می‌کنند.

Intel: این شرکت فناوری پرتو بی‌سیم (Radiant wireless) را معرفی کرد که رمز انجام آن، پرتوافشانی شعاعی جریان نیروی برق از طریق رخنه درمیان روزنه‌های بین ملکول‌های هوا است.

Powercast: پاورکست در حال تکمیل و توسعه وسایلی است که امواج رادیویی را به‌عنوان رسانه واسطه برای انتقال و ارسال جریان نیروی برق مورد استفاده قرار می‌دهند. این روش تنها انتقال انرژی را با استفاده از فرکانس‌های رادیویی در مسیرهای کوتاه امکان‌پذیر می‌کند و امواج آن قادرند تا انرژی را از دیوارها نیز گذرانده و با کارآمدی 70درصد برای جذب و تبدیل به جریان برق در اختیار گیرنده انرژی قرار دهند.

eCoupled: فناوری ای‌کاپلد از ابداعات تازه در ارتباط با ذرات فوتون است که با به‌کار بردن روش inductively coupled power circuit، انرژی برق را با کارآمدی 98درصد انتقال می‌دهد. این کار با استفاده از یک صفحه نیرورسان انجام می‌شود که قابلیت جاسازی در میز را نیز دارد. شارژ دستگاه‌ها، به‌واسطه قرار گرفتن روی صفحه مورد نظر میسر بوده و هیچ نیازی به اتصال فلز به فلز ندارد.

WildCharge: در این فناوری نیز دستگاه‌ها با قرار داده شدن روی یک صفحه مخصوص نیرورسان شارژ می‌شوند. این فناوری یک مبدل برای هر وسیله الکترونیکی دارد که به دستگاه مورد نظر متصل یا جایگزین درپوش جای باتری آن می‌شود و تا زمانی‌که مبدل و صفحه با یکدیگر در تماس باشند وسیله شارژ می‌شود. ممکن است در آینده این نوع مبدل‌ها را به‌صورت درون‌ساخت در داخل دستگاه‌ها تعبیه کنند.

Splashpower: با گنجانیدن گیرنده مخصوص اسپلش‌پاور در درون دستگاه‌ها به‌صورت درون‌ساخت قادرید دستگاه را با قرار دادن در نزدیکی شارژر اسپلش‌پاور، به‌صورت بی‌سیم شارژ کنید. برای دستگاه‌های دیگر نیز می‌توانید گیرنده مخصوص را پس از خرید در دستگاه نصب کنید. در این حالت شارژر شما یک صفحه نیرورسان خواهد بود که می‌تواند در میز نیز جاسازی شود.

WiTricity: فناوری انتقال انرژی بی‌سیم در مسافت‌های کوتاه با استفاده از خاصیت تشدید میدان مغناتیسی است. در این فناوری انرژی الکتریکی در فواصلی کوتاه بین دو سیم‌پیچ منتقل می‌شود. کارآمدی م,ثر این فناوری در انتقال جریان برق بین 40 تا 50درصد است.

جمع‌بندی

تعداد معدودی از موسسات در حال تحقیق و توسعه فناوری‌های انتقال انرژی برق به‌صورت بی‌سیم هستند و در این راه ایده‌ها، اصول مهارتی و راه‌کارهایی تازه برای این فناوری مطرح کرده و به‌کار برده‌اند که هر یک موجب فراهم آوردن موقعیت‌ها و فرصت‌های گوناگون عظیمی شده‌اند. همه آنها به‌گونه‌ای با مشکلات سر راه این فناوری دست و پنجه نرم می‌کنند و یکی‌یکی آنها را از سر راه برمی‌دارند. برخی از این روش‌ها صفحاتی نیرورسان را به‌عنوان شارژر مورد استفاده قرار می‌دهند که باید با مبدل‌های مخصوص خود در تماس باشند و در واقع کاملا بی‌سیم نیستند، اما این‌ها نیز هر یک مراتبی از راحتی و آسایش را برای کاربران فراهم می‌آورد که در جای خود دارای ارزش و اهمیت است. پیشرفت و تحول همه این فناوری‌ها درنهایت به بی‌نیازی از اتصال دستگاه‌های مختلف به پریزهای برق و امکان شارژ باتری‌های آنها به‌صورت بی‌سیم ختم شده که حاصل آن آسایش هر چه بیشتر مصرف کنندگان خواهد بود.