سرنوشت فناوری بی‌سیم به کجا می‌رسد

اما تحقیقات و دستاوردهای جدید علمی و همچنین کاهش هزینه‌ها به این معنی است که فناوری بی‌سیم در آینده‌ای نه چندان دور می‌تواند نیروی لازم برای همه وسایل از خودرو تا لپ‌تاپ شخصی شما را بدون هیچ گونه محدودیتی تامین کند.

شارژرهای القایی چگونه کار می‌کنند؟

شاید پیش از این درباره شارژ القایی چیزی نشنیده‌اید اما ممکن است وسیله‌ای داشته باشید که به این فناوری مجهز باشد. برای مثال مسواک‌های برقی از جمله وسایلی است که شارژ مورد نیازش را به روش القایی تامین می‌کند. در این مسواک‌ها به منظور جلوگیری از ارتباط برس خیس و مرطوب مسواک با بخش تامین‌کننده یا شارژکننده جریان، نیروی الکتریکی به واسطه فناوری شارژ القایی تامین می‌شود. با عبور جریان از یک سیم پیچ در شارژ مسواک، یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود. با قرار گرفتن یک سیم‌پیچ دیگر در قسمت دسته مسواک که در امتداد این میدان مغناطیسی ایجاد شده است، این سیم پیچ جریان را دریافت و به باتری مسواک منتقل می‌کند و به این ترتیب بدون نیاز به ارتباط فیزیکی برای برقراری جریان، باتری مسواک شارژ می‌شود.

فناوری‌ای که جدی گرفته نمی‌شد

شارژ القایی فناوری جدیدی نیست و حدود صد​سالی است که با ورود آن به دنیای مدرن و امروزی تغییرات مهم و قابل توجهی در زمینه‌های مختلف زندگی بشر ایجاد شده است. القای الکترومغناطیسی برای نخستین بار سال 1831 توسط یک فیزیکدان بریتانیایی به نام مایکل فارادی کشف شد. بعدها نیکولای تسلا تحقیقاتی را در این زمینه انجام داد و اوایل قرن بیستم میلادی تئوری‌های متعددی درباره انتقال بی‌سیم جریان الکتریکی مطرح کرد. او توانست اختراع دستگاه انتقال انرژی برق را به نام خود ثبت کند. با وجود این در دهه‌های گذشته فناوری شارژ القایی فقط به عنوان یک بازی در حال تغییر و تحول برای شارژ به منظور تامین انرژی مورد نیاز ابزارهای الکتریکی مورد استفاده قرار گرفت و هیچ گاه به چشم یک فناوری جدی به آن نگاه نشد. چراکه بررسی‌های علمی نشان داده بود شارژ القایی موجب می‌شود بخشی از نیرو به شکل انرژی گرمایی هدر رود و مهم‌تر این که شارژ القایی در مقایسه با روش انتقال انرژی از طریق سیم و شارژر سرعت پایین‌تری داشت و نمی‌توانست در مدت زمان کوتاهی شارژ مورد نیاز را تامین کند. اگرچه بازده فناوری‌های مبتنی بر شارژ القایی امروزه در مقایسه با شارژرهای تماسی همچنان کمتر است اما در شارژرهای جدید کارایی این شارژر‌ها به 80 تا 90 درصد افزایش یافته است و دستگاه مجموعه‌ای از ابزارهای جدید الکترونیکی میزبان این فناوری هستند. برای مثال سیم‌پیچ‌های مغناطیسی جاسازی شده در بسته‌های تامین‌کننده شارژ ابزارهای الکتریکی را می‌توان به آسانی در کف پارکینگ‌ها جاسازی کرد. به این ترتیب این شارژرها که عملکردشان مبتنی بر شارژ القایی است، با اطمینان جریان الکتریکی را به بسته دیگری که به باتری یک خودرو الکتریکی متصل شده است، انتقال می‌دهند. حتی می‌توان در این روش صفحات هادی را زیر سطح جاده نصب کرد. آزمایش‌های انجام شده نشان داده این صفحات در برابر آب و هوای متغیر هیچ واکنشی از خود نشان نداده و هیچ تغییری در عملکرد آنها ایجاد نمی‌شود و تا زمانی که یک وسیله نقلیه از سطح آنها عبور نکرده باشد، به حالت غیرفعال باقی می‌ماند.

در حقیقت امروزه از این فناوری برای تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز اتوبوس‌های برقی در شهرهای مختلف از جمله شهر مانهایم آلمان، شهرهای جنوا و تورین ایتالیا و همچنین شهر میلتون کینز انگلیس استفاده می‌شود. نقاط شارژ معمولا در ایستگاه‌های اصلی یا در انتهای مسیر نصب و بر این اساس انرژی کافی برای یک اتوبوس در طول روز تامین می‌شود.

اکنون مدتی است استفاده از فناوری شارژ القایی در گوشی‌های هوشمند و دیگر ابزارهای الکتریکی نیز مورد توجه قرار گرفته است. بیش از 60 گوشی هوشمند در سطح دنیا به فناوری شارژ القایی مجهز است. با اضافه شدن این امکان به گوشی‌های هوشمند و ابزارهای الکترونیکی امروزی نه تنها دیگر نیازی به استفاده از شارژرهای سیمی وجود ندارد، بلکه بسیاری از محدودیت‌ها برای قطع و وصل شدن شارژرهای سیمی به پریزهای برق نیز دیگر وجود ندارد. اکنون نصب نقاط شارژ در کافی شاپ‌ها و رستوران‌ها در نقاط مختلفی از دنیا مورد توجه قرار گرفته و به طور آزمایشی در بعضی رستوران‌های زنجیره‌ای این کار انجام شده است. بعضی هتل‌های زنجیره‌ای نیز داوطلب هستند از این فناوری در مجموعه هتل‌های تحت پوشش خود بهره‌مند شوند.

کاربردهایی از نوع دیگر

اگر بخواهیم نگاهی به آینده بیندازیم و کاربردهای این فناوری را در زمینه‌های مختلف بیش از پیش بررسی کنیم به این نتیجه می‌رسیم که می‌توان از فناوری شارژ القایی در سطوح متعددی در خانه و محل کار بهره برد واین فناوری می‌تواند تامین‌کننده شارژ موردنیاز توستر، یخچال، تلویزیون، جاروبرقی‌های رباتیک و دیگر ابزارهای الکتریکی باشد. جدول‌های نمایش‌دهنده زمان‌بندی حرکت قطارها، نیمکت‌های پارک‌ها، کنسول‌های مرکزی خودروها و چرخ دستی مراکز خرید و ... می‌تواند منابع تامین‌کننده انرژی برای ابزارهای الکتریکی باشد که از آنها استفاده می‌کنیم.

گسترش کاربرد این فناوری در سطح شهرها به این معنی نیست که دیگر هرگز زمانی که خارج از خانه یا محل کارتان هستید و به منبع شارژ دسترسی ندارید با مشکل به پایان رسیدن شارژ گوشی تلفن همراه، لپ‌تاپ، تبلت یا هر وسیله الکتریکی دیگر مواجه نخواهید شد.

این تغییرات شاید بسیار زودتر از آنچه فکرش را کنید، به حقیقت تبدیل شود. شرکت تحقیقاتی IHS پیش‌بینی کرده تعداد محموله‌های مجهز به فناوری شارژ بی‌سیم از پنج میلیون قطعه در سال گذشته به حدود 100 میلیون قطعه در سال آینده افزایش خواهد یافت. با این حال هنوز پیرامون استانداردهای مطرح شده درباره این فناوری اما و اگرهای فراوانی وجود دارد. تعدادی از سازمان‌ها و شرکت‌های تولید کننده ابزارهای الکتریکی پیشنهادهای خود را در این زمینه ارائه کرده‌اند که می‌تواند تضمین‌کننده سازگاری بین ابزارهای الکتریکی و نقاط شارژ موجود در نزدیکی آنها در کوتاه‌مدت باشد. اکنون استاندارد شارژ القایی Qi از استانداردهای رایجی است که برای گوشی‌های هوشمند و شارژرهای بی‌سیم القایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

زندگی بدون سیم

در نهایت با کاهش هزینه‌های فناوری شارژ القایی و بهبود کارایی و عملکرد این شارژرها این امکان وجود دارد که همه جاده‌ها با سیستم مجهز به این فناوری یکپارچه‌سازی شود. البته این فرآیند تدریجی است و با استفاده از ایجاد مناطق تقویت‌کننده در امتداد مسیر که می‌تواند محدوده سفر با خودروهای الکتریکی را در فاصله بین دو ایستگاه شارژ افزایش دهد، بسیاری از محدودیت‌ها در زمینه استفاده از خودروهای الکتریکی از میان برداشته خواهد شد. عملی شدن این سناریو به این معنی است که تولیدکنندگان خودرو می‌توانند در خودروهای الکتریکی خود از باتری‌های کوچک‌تر و سبک‌تری استفاده کنند. چراکه نیاز به استفاده از انرژی ذخیره شده در باتری با توجه به تغذیه از شارژ مداوم بی‌سیم در طول مسیر حرکت به مراتب کاهش خواهد یافت. رزونانس شارژ القایی این امکان را ایجاد می‌کند که بتوان بین سیم پیچ‌هایی که داخل یک خط لوله قرار گرفته‌اند و چندمتر از هم فاصله دارند، انرژی الکتریکی را انتقال داد. گروهی از محققان موسسه فناوری ماساچوست هشت سال پیش این فناوری را توسعه دادند و بتازگی گروهی از محققان کره‌ای بر اساس ماهیت این فرآیند یک سیستم آزمایشی ابداع کرده‌اند که می‌تواند انتقال انرژی تا فاصله‌ای حدود پنج​متر را نیز به روش القایی امکان‌پذیر کند. با استفاده از این سیستم شارژ همزمان همه ابزارهای الکترونیکی بزرگ امکان‌پذیر خواهد بود و به عبارتی می‌توان همزمان 40 گوشی تلفن همراه را با استفاده از این سیستم شارژ کرد. با این روش دیگر هیچ ردپایی از سیم‌های برق در سطح زمین یا زیر میز وجود نخواهد داشت و بدون این که نیاز باشد گوشی تلفن همراهتان را از جیب یا کیف خارج و آن را به پریز متصل کنید، شارژ موردنیاز گوشی فراهم خواهد شد.

بنابراین اگرچه شاید امروز مسواک برقی شما تنها وسیله مجهز به فناوری شارژ القایی باشد که از آن استفاده می‌کنید، اما در آینده نه چندان دور گوشی تلفن همراه، خودروی شخصی، لپ‌تاپ، تلویزیون و ابزارهای الکتریکی متعددی به این مجموعه افزوده خواهد شد که وجه مشترک همه آنها مجهز بودن به فناوری شارژ القایی است.

msn / مترجم: فرانک فراهانی‌جم