سرنوشت فناوری بی سیم به کجا می رسد

چند سالی است ردپای فناوری بی سیم یا شارژ القایی در دنیای فناوری لوکس و گران قیمت دیده می شود.

اما تحقیقات و دستاوردهای جدید علمی و همچنین کاهش هزینه ها به این معنی است که فناوری بی سیم در آینده ای نه چندان دور می تواند نیروی لازم برای همه وسایل از خودرو تا لپ تاپ شخصی شما را بدون هیچ گونه محدودیتی تامین کند.

شارژرهای القایی چگونه کار می کنند؟

شاید پیش از این درباره شارژ القایی چیزی نشنیده اید اما ممکن است وسیله ای داشته باشید که به این فناوری مجهز باشد. برای مثال مسواک های برقی از جمله وسایلی است که شارژ مورد نیازش را به روش القایی تامین می کند. در این مسواک ها به منظور جلوگیری از ارتباط برس خیس و مرطوب مسواک با بخش تامین کننده یا شارژکننده جریان، نیروی الکتریکی به واسطه فناوری شارژ القایی تامین می شود. با عبور جریان از یک سیم پیچ در شارژ مسواک، یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود. با قرار گرفتن یک سیم پیچ 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 می کند و به این ترتیب بدون نیاز به ارتباط فیزیکی برای برقراری جریان، باتری مسواک شارژ می شود.

فناوری ای که جدی گرفته نمی شد

شارژ القایی فناوری جدیدی نیست و حدود صدسالی است که با ورود آن به دنیای مدرن و امروزی تغییرات مهم و قابل توجهی در زمینه های مختلف زندگی بشر ایجاد شده است. القای الکترومغناطیسی برای نخستین بار سال ۱۸۳۱ 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 تئوری های متعددی درباره انتقال بی سیم جریان الکتریکی مطرح کرد. او توانست اختراع دستگاه انتقال انرژی برق را به نام خود ثبت کند. با وجود این در دهه های 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 بررسی های علمی نشان داده بود شارژ القایی موجب می شود بخشی از نیرو به شکل انرژی گرمایی هدر رود و مهم تر این که شارژ القایی در مقایسه با روش انتقال انرژی از طریق سیم و شارژر سرعت پایین تری داشت و نمی توانست در مدت زمان کوتاهی شارژ مورد نیاز را تامین کند. اگرچه بازده فناوری های مبتنی بر شارژ القایی امروزه در مقایسه با شارژرهای تماسی همچنان کمتر است اما در شارژرهای جدید کارایی این شارژر ها به ۸۰ تا ۹۰ درصد افزایش یافته است و دستگاه مجموعه ای از ابزارهای جدید الکترونیکی میزبان این فناوری هستند. برای مثال سیم پیچ های مغناطیسی جاسازی شده در بسته های تامین کننده شارژ ابزارهای الکتریکی را می توان به آسانی در کف پارکینگ ها 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 می دهند. حتی می توان در این روش صفحات هادی را زیر سطح جاده نصب کرد. آزمایش های 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 نمی شود و تا زمانی که یک وسیله نقلیه از سطح آنها عبور نکرده باشد، به حالت غیرفعال باقی می ماند.

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

اکنون مدتی است استفاده از فناوری شارژ القایی در گوشی های هوشمند و دیگر ابزارهای الکتریکی نیز مورد توجه قرار گرفته است. بیش از ۶۰ گوشی هوشمند در سطح دنیا به فناوری شارژ القایی مجهز است. با اضافه شدن این امکان به گوشی های هوشمند و ابزارهای الکترونیکی امروزی نه تنها دیگر نیازی به استفاده از شارژرهای سیمی وجود ندارد، بلکه بسیاری از محدودیت ها برای قطع و وصل شدن شارژرهای سیمی به پریزهای برق نیز دیگر وجود ندارد. اکنون نصب نقاط شارژ در کافی شاپ ها و رستوران ها در نقاط مختلفی از دنیا مورد توجه قرار گرفته و به طور آزمایشی در بعضی رستوران های زنجیره ای این کار انجام شده است. بعضی هتل های زنجیره ای نیز داوطلب هستند از این فناوری در مجموعه هتل های تحت پوشش خود بهره مند شوند.

کاربردهایی از نوع دیگر

اگر بخواهیم نگاهی به آینده بیندازیم و کاربردهای این فناوری را در زمینه های مختلف بیش از پیش بررسی کنیم به این نتیجه می رسیم که می توان از فناوری شارژ القایی در سطوح متعددی در خانه و محل کار بهره برد واین فناوری می تواند تامین کننده شارژ موردنیاز توستر، یخچال، تلویزیون، جاروبرقی های رباتیک و دیگر ابزارهای الکتریکی باشد. جدول های نمایش دهنده زمان بندی حرکت قطارها، نیمکت های پارک ها، کنسول های مرکزی خودروها و چرخ دستی مراکز خرید و … می تواند منابع تامین کننده انرژی برای ابزارهای الکتریکی باشد که از آنها استفاده می کنیم.

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، لپ تاپ، 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 پیش بینی کرده تعداد محموله های مجهز به فناوری شارژ بی سیم از پنج میلیون قطعه در سال گذشته به حدود ۱۰۰ 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 سازمان ها و شرکت های تولید کننده ابزارهای الکتریکی پیشنهادهای خود را در این زمینه ارائه کرده اند که می تواند تضمین کننده سازگاری بین ابزارهای الکتریکی و نقاط شارژ موجود در نزدیکی آنها در کوتاه مدت باشد. اکنون استاندارد شارژ القایی Qi از استانداردهای رایجی است که برای گوشی های هوشمند و شارژرهای بی سیم القایی مورد استفاده قرار می گیرد.

زندگی بدون سیم

در نهایت با کاهش هزینه های فناوری شارژ القایی و بهبود کارایی و عملکرد این شارژرها این امکان وجود دارد که همه جاده ها با سیستم مجهز به این فناوری یکپارچه سازی شود. البته این فرآیند تدریجی است و با استفاده از ایجاد مناطق تقویت کننده در امتداد مسیر که می تواند محدوده سفر با خودروهای الکتریکی را در فاصله بین دو ایستگاه شارژ افزایش دهد، بسیاری از محدودیت ها در زمینه استفاده از خودروهای الکتریکی از میان برداشته خواهد شد. عملی شدن این سناریو به این معنی است که تولیدکنندگان خودرو می توانند در خودروهای الکتریکی خود از باتری های کوچک تر و سبک تری استفاده کنند. چراکه نیاز به استفاده از انرژی ذخیره شده در باتری با توجه به تغذیه از شارژ مداوم بی سیم در طول مسیر حرکت به مراتب کاهش خواهد یافت. رزونانس شارژ القایی این امکان را ایجاد می کند که بتوان بین سیم پیچ هایی که داخل یک خط لوله قرار گرفته اند 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 کره ای بر اساس ماهیت این فرآیند یک سیستم آزمایشی ابداع کرده اند که می تواند انتقال انرژی تا فاصله ای حدود پنجمتر را نیز به روش القایی امکان پذیر کند. با استفاده از این سیستم شارژ همزمان همه ابزارهای الکترونیکی بزرگ امکان پذیر خواهد بود و به عبارتی می توان همزمان ۴۰ گوشی تلفن همراه را با استفاده از این سیستم شارژ کرد. با این روش دیگر هیچ ردپایی از سیم های 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 می کنید، اما در آینده نه چندان دور گوشی تلفن همراه، خودروی شخصی، لپ تاپ، تلویزیون و ابزارهای الکتریکی متعددی به این مجموعه افزوده خواهد شد که وجه مشترک همه آنها مجهز بودن به فناوری شارژ القایی است.