شارژ بی سیم خودروهای الکتریکی در حین رانندگی
یکی از اهداف شهر هوشمند، مدیریت انتشار کربن است و یکی از مهمترین عوامل کاهش انتشار کربن، برقی سازی خودروها است. بر اساس اخبار منتشر شده در وبسایت دانشگاه کورنل آمریکا، تیمی از محققان این دانشگاه به رهبری استاد خرم آفریدی، پیشگام روش جدیدی برای شارژ بی سیم خودروهای الکتریکی (EVs) هستند که از زمان همکاری او با ناسا، الهام گرفته شده است.
این رویکرد جدید که از روش‌های ناسا برای ارسال داده‌ها در اعماق فضا استفاده می‌کند، می‌تواند با ایجاد امکان شارژ بی سیم خودروهای الکتریکی در حین رانندگی، زیرساخت‌های خودروهای الکتریکی را متحول کند.
مشکلات روش های شارژ بی سیم سنتی
مفهوم شارژ بی‌سیم به دهه 1890 بازمی‌گردد، زمانی که نیکولا تسلا با استفاده از میدان‌های الکتریکی متناوب برای روشن کردن لامپ‌های فلورسنت بدون برق، تماشاگران را خیره کرد.
از آن زمان، این کانسپت نویدبخش شارژ بی سیم خودروهای الکتریکی شده است – سوئد در حال حاضر روی یک پروژه داخلی کار می کند – اما هنوز به مرحله اجرا نرسیده است.
مفهومی که تا کنون بیشترین جذابیت را داشته است، از میدان های مغناطیسی متناوب تولید شده با استفاده از جریان های الکتریکی موجود در طول جاده استفاده می کند. مشکل اصلی این روش این است که میدان های مغناطیسی سنگین هستند و باید کنترل شوند تا از آسیب رساندن به مسافران در جاده جلوگیری شود.
در ضمن، فریت (Ferrite)، ماده ای که برای هدایت میدان ها استفاده می شود، شکننده و گران است و اتلاف انرژی زیادی دارد.
الهام از فضای بیرونی
خرم افریدی، دانشیار مهندسی برق و کامپیوتر در دانشکده مهندسی دانشگاه کورنل، با الهام از ارتباطات فضایی راه حلی برای این مشکلات ابداع کرد. به گفته وی «انتقال انرژی بی‌سیم بر اساس همان فیزیک زیربنایی است که برای ارسال پیام از طریق امواج رادیویی به فضاپیماها در اعماق فضا، مانند وویجر، استفاده می‌شود.» “
سیستم جدید جاده شارژ بی سیم
در این روش رانندگان در حین رانندگی خطوط خود را به یک خط شارژ ویژه تعیین شده تغییر می دهند.
تیم محققان سیستمی را طراحی کردند که از جفت صفحات فلزی عایق شده قرار گرفته بر روی زمین استفاده می کند که از طریق یک شبکه انطباق پذیر و یک اینورتر فرکانس بالا به یک خط برق متصل می شوند.
این صفحات میدان های الکتریکی نوسانی ایجاد می کنند که بارها را در صفحات فلزی متصل به قسمت زیرین وسایل نقلیه متحرک جذب و دفع می کنند. سپس یک جریان با فرکانس بالا از طریق یک مدار روی وسیله نقلیه هدایت می شود به مسیری که باتری خودرو را شارژ می کند.
سیستم آنها به موادی مانند فریت نیاز ندارد و می تواند در فرکانس های بسیار بالاتری کار کند. همچنین کوچک‌تر، سبک‌تر و آسان‌تر است و در جاده‌ها جاسازی می‌شود، که آن را به گزینه‌ای مناسب‌تر از مفهوم میدان مغناطیسی تبدیل می‌کند.
حرکت به سوی جاده شارژ بی سیم خودروهای الکتریکی در جهان
البته، کار آفریدی و تیمش کاملا در مرحله مفهومی است و جاده‌های شارژ بی سیم خودروهای الکتریکی که به‌طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته باشند به هیچ وجه وجود ندارند. یکی دیگر از پیشنهادات اخیر در حوزه زیرساخت جاده‌ای، جاده پانل‌های خورشیدی است که با چندین پروژه ناکام، یک شکست مهندسی عظیم – حداقل در حال حاضر – بوده اند.
افریدی ادعا می کند که روش جدید شارژ بی سیم خودروهای الکتریکی را می توان ابتدا در جاده های پرترافیک یا در جاده های انتخابی در شهرها قبل از به کارگیری در مقیاس بزرگتر آزمایش کرد.
تیم او در حال حاضر با شرکت Toyota Material Handling آمریکای شمالی برای توسعه شارژ بی‌سیم برای لیفتراک‌ها و ربات‌های متحرک حمل‌کننده مواد کار می‌کند.