לפני כחמישה חודשים דיווחנו כאן על פריצת דרך חשובה של המעבדה הלאומית האמריקנית אוק רידג' בפיתוח טכנולוגיה לטעינה אלחוטית של רכב חשמלי, וכעת מסתבר שזה היה צעד ראשון בדרך לשחרור של כולנו מן הכבלים.
לאחרונה השיגו עובדי הפרויקט שיא עולמי מרשים כאשר טענו מכונית מדגם פורשה טייקאן בקצב של 270 קילוואט – שהוא יותר חזק ומהיר מקצב הטעינה המוצהר של הדגם הזה באמצעות כבל. השיא החדש נרשם שלושה חודשים בלבד לאחר שאותה מערכת טענה מכונית חשמלית מדגם יונדאי קונה בקצב מרשים בפני עצמו של 100 קילוואט.
המעבדה הלאומית אוק רידג' שייכת לממשלת ארה"ב והייתה אחת המעבדות שהוקמו בשנת 1943 כחלק מ"פרויקט מנהטן" לפיתוח תוכנית הגרעין האמריקנית ופצצות האטום. כיום מועסקים בה יותר מ-6,000 מדענים ומהנדסים והיא מתוקצבת על-ידי הממשלה ב-2.7 מיליארד דולר. אחד הפרויקטים המרשימים של המכון הזה – העברת אנרגיה חשמלית ללא כבלים – ישפיע על תחומי חיים רבים – החל מטעינת רכב חשמלי וכלה בטעינת מכשירי אלקטרוניקה ניידים ומכשירי חשמל ביתיים.
המערכת שוברת השיא נקראת "סלילי צימוד אלקטרומגנטיים רב-פאזיים עם שדות מגנטיים מסתובבים", ולטובת כל מי שעדיין לא התעורר או למי שצריכים לצבוט את עצמם כדי להאמין – אנחנו מדברים על קצב טעינה של 270 קילוואט שמשתווה, ואפילו עולה, על היכולת של רבות מעמדות הטעינה ה"מהירות" שמותקנות כיום בישראל.
זאת ועוד: אפילו לעמדות הטעינה החזקות יותר שקיימות כיום בישראל, שמסוגלות באופן תיאורטי לספק 350 קילוואט, אין כל כך על מי להשפיע מטובן. כמה מן הדגמים המתקדמים ביותר שנמכרים בארץ מסוגלים לקבל קצב טעינה מעשי של 230 עד 250 קילוואט, כלומר שמערכת שמאפשרת העברת אנרגיה חשמלית בקצב של 270 קילוואט עונה על הצרכים ויכולות הטעינה המרביות של כמעט כל המכוניות החשמליות שקיימות בישראל.
משתחררים מהכבלים
אין צורך לשוב ולמנות את היתרונות הרבים של טעינה ללא כבלים מפני שנדמה שהם ברורים מאליהם. כל מי שמפעיל רכב חשמלי מכל סוג ישמח לוותר על "התענוג" של התעסקות עם חיבור ופירוק כבל טעינה, והתקנת תשתיות תואמות יכולה לצמצם מאוד את הפגיעה בנוף העירוני ובמרחב הציבורי.
עדיין יידרשו התקנת תשתיות מתאימות, קביעת תקנים, והתאמה של כלי רכב לקבלת טעינה אלחוטית, אבל הוצאת הכבלים מן החיים שלנו היא אחד החלומות המתוקים של כל העוסקים בתחום. אנשי פורשה, למשל, תכננו מראש את טייקאן לקבל טעינה אלחוטית אי שם בעתיד, אבל אפילו הם לא פנטזו על יותר מקצב טעינה ביתי.
אנשי אוק רידג', מצידם, הוכיחו בניסוי האחרון שהם מסוגלים להתאים את המקלט העוצמתי שלהם לחלל בקוטר של פחות מ-50 סנטימטרים שמהנדסי פורשה הועידו למקלט שתוכנן לקבל טעינה בהספק של 11 קילוואט.
הפטנטים של אוק רידג' קשורים למה שהם מכנים "פיתולים פוליפאזיים" של סלילי המשדר והמקלט: סלילים אלקטרומגנטיים קלי משקל שמסודרים באופן שיוצר, לדבריהם, שדה מגנטי מסתובב שמסלק את אדוות הזרם. זה – כך הם מסבירים לנו, ההדיוטות, "מאפשר העברת כוח רציפה וחזקה במקום פעימות, וכך מתקבל שיפור משמעותי בניצול המרחב-זמן של השדה המגנטי".
מערכת הסלילים הפטנטית מספקת צפיפות הספק גבוהה פי שמונה עד פי עשרה ממטענים אלחוטיים חד-פאזיים, עם יעילות של יותר מ-95%.
אם וכאשר תהפוך טעינה אלחוטית לסטנדרט זה יוזיל את השימוש ברכב חשמלי מפני שכך ייחסך חלק ניכר מתקציב האחזקה – שחלקו משמש לתיקון נזקי ונדליזם ומאבק בגנבי נחושת, וחלקו לתחזוקת כבלים יקרים ומקוררי נוזל וגם מחברי תקע, משאבות, מאווררים ומחליפי חום.
לעולם לא נצטרך יותר לתכנן את כיוון החניה שלנו מול עמדת טעינה או להיאבק בכבלים קצרים מידי, ואנשי המעבדה "מסובבים סכין" נוסף כשהם מספרים לנו שהמערכת שלהם אפילו לא דורשת שהמכונית תהיה מיושרת בצורה מושלמת מעל המשדר התת קרקעי ושהיא יעילה גם כאשר המקלט מרוחק עד 28 סנטימטרים מן המשדר. לדברי אנשי אוק רידג' – מרחק כזה מאפשר לטעון אפילו משאיות חשמליות.
כמובן שאחד החששות האינטואיטיביים שלנו הוא מפני השפעות בריאותיות מזיקות של קרינה אלקטרומגנטית, ובתחום הזה נדרש יותר מאשר המילים המרגיעות של אנשי המכון. עם זאת, לפי שעה אין לנו מקורות אובייקטיביים שיסתרו את הטענה שלהם לפיה המערכת עומדת בכל תקני פליטת השדה האלקטרומגנטי.
לטענתם, גם בשיא ההספק – 270 קילוואט – נפלט שדה אלקטרומגנטי של כ-19 מיקרוטסלה לעומת יותר מ-57 מיקרו טסלה שפולטת מערכת מעגלית חד-פאזית ברמות הספק דומות.
כאמור, הפטנטים של אוק רידג' יכולים להיות מיושמים במטענים קטנטנים לטלפונים ומכשירים ניידים, עמדות טעינה לרחפנים ולרובוטים תעשייתיים, עמדות טעינה ביתיות לרכב חשמלי או יחידות טעינה מהירה חזקות. עם זאת, הדרך מן המעבדה לרחוב צפויה לארוך "מספר שנים".
אגב, השיא החדש, של 270 קילוואט, נרשם במסגרת פרויקט שהמעבדה מריצה במשותף עם קבוצת פולקסווגן, בעלת הבית של פורשה, שיצא לדרך בשנת 2021 וממומן בחלקו על-ידי משרד האנרגיה האמריקאי. יצרניות רכב נוספות שנותנות חסות למחקר הזה הן יונדאי וקבוצת סטלנטיס.
לקריאה נוספת:
הקרב על השקע: קבלו את תקן צ'אוג'י לטעינת רכב חשמלי
מישהו ניתק את הזרם: כך תקועה ההסדרה של התקנת עמדות טעינה לרכב חשמלי בבתים משותפים
המרוץ של ענקיות הסוללות אל טעינה בעשר דקות: CATL מול BYD
