צוות חוקרים במעבדה הלאומית אוק רידג' בארצות הברית הוכיח שאפשר לטעון רכב חשמלי בהספק טעינה של 100 קילוואט וביעילות של 96% באמצעות סלילי צימוד אלקטרומגנטיים רב-פאזיים עם שדות מגנטיים מסתובבים.
הטכנולוגיה פורצת הדרך, שכבר מוגנת בפטנט, יכולה לפתור את אחת הפעולות המנג'סות לכל בעל רכב חשמלי ולחסוך את הצורך להיסחב עם כבלים מסורבלים כדי לטעון את הסוללה.
כולנו מכירים ורובנו משתמשים בטעינה אלחוטית, בין אם לטעינת הטלפונים הניידים שלנו או טאבלטים ובין אם במברשות שיניים אלחוטיות ושאר מוצרים ביתיים. חלק מאיתנו אף מבשלים על כיריים חשמליות אינדוקטיביות. בכל הפעולות האלה מועברת אנרגיה חשמלית באמצעות שדות מגנטיים ממשדר שמחובר לרשת החשמל אל מקלט שנמצא על המוצר עצמו – לרוב בקרבת סוללה שאוגרת את האנרגיה.
אלא שכמות האנרגיה שנדרשת עבור רכב חשמלי גדולה בכמה סדרי גודל, וזה יוצר אתגרים מורכבים גם לעניין הספק הטעינה והעברת האנרגיה וגם מבחינת ההשפעות הסביבתיות הפוטנציאליות של שדות מגנטיים כל כך חזקים.
חוקרי המעבדה הלאומית אוק רידג' (ORNL) שבארצות הברית טוענים שהתגברו על חלק משמעותי של האתגרים האלה באמצעות טכנולוגיה שאותה הם מתארים כ"סליל הצמדה אלקטרומגנטי רב-פאזי שיוצר שדות מגנטיים מסתובבים באמצעות פיתולי סליל לצורך הגברת הכוח". לדבריהם – השיטה שלהם, שמוגנת בפטנט, "מאפשרת להשיג את צפיפות ההספק הגבוהה ביותר בתוך הסלילים הקטנים ביותר האפשריים".
אנשי המעבדה הציגו לפני כשבוע מערכת טעינה אינדוקטיבית לרכב חשמלי שנראית כמו משטח של פיצה משפחתית ועליו סלילים מפותלים, והם טוענים שהטכנולוגיה שלהם השיגה את "צפיפות ההספק הגבוהה ביותר בעולם למערכת טעינה אלחוטית". מערכת זאת – לטענתם – משיגה צפיפות הספק גבוהה פי 8-10 מטכנולוגיית סלילים קונבנציונלית וזה מאפשר לטעון את מחצית תכולת האנרגיה של סוללות רכב חשמלי מתאימות תוך פחות מ-20 דקות.
עוד טוענים החוקרים שלמרות שכבר הצליחו לבצע העברת אנרגיה בהספק של 120 קילוואט הם מדגימים את הטכנולוגיה שלהם במתקן שמחובר ליונדאי קונה סדרתית וטוענים אותה בקצב של 100 קילוואט.
קוטרו של סליל הצימוד האלקטרומגנטי הרב-פאזי של ORNL הוא 35 סנטימטרים, והוא הוצב לצורך ההדגמה במרחק של כ-12.5 סנטימטרים מתחת למשטח קליטה שהותקן בתחתית של ה'קונה'. לדברי החוקרים – טעינת הסוללה משיגה יעילות של 96%, כלומר שרק 4% מן האנרגיה שמושקעת בתהליך הזה אובדת.
עתיד הטעינה של רכב חשמלי
טעינה אלחוטית לרכב חשמלי נחשבת ל"גביע הקדוש" ודוח מעניין שפורסם בסוף שנת 2022 צופה לה עתיד מזהיר ונחתם בהערכה שהיא תהיה נפוצה מאוד כבר בסוף העשור הנוכחי. בתוך כעשור צפוי היקף שוק הטעינה האלחוטית העולמי לגלגל יותר מ-6 מיליארד דולרים בשנה ולהוזיל את עלויות השימוש ברכב חשמלי.
שני יתרונות גדולים של טעינה אלחוטית, כאשר היא תהיה נפוצה, יהיו מחיר נמוך יותר לכל קילוואט והארכת אורך חיי הסוללות. כאשר מטענים אלחוטיים יהיו פזורים בתפוצה נרחבת יתאפשרו "טעינות שטוחות" רבות במהלך היום במקום "טעינות עמוקות". למשל, מספיק לעמוד למשך דקות אחדות ברמזור או בחניה מזדמנת במגרש חניה או ברחוב כדי לטעון את סוללת הרכב ב"לגימות קטנות" שנחשבות "בריאות" יותר לסוללות. טעינה כזאת יוצרת פחות עומס על תשתיות החשמל.
מפרויקט אופנהיימר אל הרכב החשמלי שלך
המעבדה הלאומית אוק רידג' הוקמה על-ידי ממשלת ארה"ב בשנת 1943 במדינת טנסי כחלק מ"פרויקט מנהטן" לפיתוח תוכנית הגרעין האמריקנית ופצצות האטום. מכון המחקר הזה שייך גם כיום לממשלת ארה"ב ומעסיק יותר מ-6,000 מדענים ומהנדסים שמתמחים ביותר מ-100 דיסציפלינות. הוא מתוקצב בתקציב שנתי של 2.7 מיליארד דולר.
ORNL מתמחה בתחומי "האנרגיה והביטחון הלאומי" ויש לה מערכת שותפויות מסועפת עם מעבדות ותוכניות אחרות של משרד האנרגיה האמריקני ועם אוניברסיטאות וגורמים בתעשייה. תחומי ההתמחות שלה כוללים, בין השאר, "הבנה, תכנון ושימוש בחומרים חדשים ובתהליכים כימיים, הבטחת אנרגיה גרעינית בטוחה ונקייה וחומרים גרעיניים מאובטחים, יצירת איזוטופים נדירים לרפואה, תעשייה, ביטחון, מחקר וחקר החלל וחקר של מערכות ביולוגיות וסביבתיות – החל בגנים וכלה במערכות אקולוגיות".
טעינה אלחוטית לרכב חשמלי היא פתרון פנטסטי שיכול להקל מאוד על החיים עם רכב חשמלי אך זאת בתנאי שאכן יתאפשר להגיע ליעילות גבוהה ולמנוע השפעות סביבתיות מסוכנות או בעייתיות של השראה אלקטרומגנטית – גם מבחינה בריאותית וגם מבחינת ההשפעה של שדות כאלה על מערכות טכנולוגיות ותשתיות אחרות.
לקריאה נוספת:
וולוו מנסה טכנולוגיה חדשה לטעינת רכב אלחוטית
ב.מ.וו. מציגה: עמדת טעינה אלחוטית סדרתית ראשונה בעולם
