エキサイティングな技術的進歩により、電気フェリーや電気車両が間もなくワイヤレス充電される可能性があります。
これまで、誘導充電（デバイスと導体の間に接触がない充電）では、高い電力を供給できませんでした。電気自動車電池が必要です。この方法は、電動歯ブラシなどの小型デバイスでのみ機能しています。携帯電話。
しかし、スウェーデンの大学の科学者らは、新しいコンポーネントのおかげで、人間やロボットの手なしで都市部のフェリーや市バスの充電が可能であることを証明した。
これは私たちの電化にとって重要なステップです輸送システムとピースを組み立てた男性は言う。
「乗客が乗り降りしている間、いくつかの停留所でフェリーを充電するシステムを埠頭に組み込むことができます」と、電力工学教授のリュー教授は説明します。チャーマーズ工科大学ヨーテボリで。
「自動で天候や風にまったく影響されず、1 日あたり 30 ～ 40 回充電できます。」
これは、汚染物質の段階的廃止を加速するのに役立つ、誘導電力伝送技術の最も明白な応用例であるとリュー氏は考えています。ディーゼルボート。
画期的な進歩の背後にある新しいコンポーネントは何ですか?
人間の髪の毛ほどの細さの銅線は、空気を介して大電力を伝送することを現実的な提案にする新素材の 1 つです。
もう1つは新しいタイプの炭化ケイ素半導体です。シリコンは長い間電気機器（例えば、コンピューターチップ) 自然な半導体特性によるもの。電気抵抗は絶縁体より高く、導体よりは低い非金属元素は、特定の電圧が印加されたときに電子を流すことで電流を制御します。
炭化ケイ素は、ケイ素に炭素が結合した化合物です。電気製品の電源として市場に出てからまだ数年しか経っていないとリュー氏は説明する。
「重要な要因は、『SiC コンポーネント』として知られる炭化ケイ素をベースにした高出力半導体を利用できるようになったということです」と彼は言います。 「従来のシリコンベースのコンポーネントと比較して、より高い電圧、より高い温度、より高いスイッチング周波数を使用できるようになります。」
誘導充電はどのように機能しますか?
これが電気バスやフェリーの昇圧とどのような関係があるのかを理解するには、誘導充電の基本を理解する必要があります。
誘導による充電は、電流が短距離を飛び越えることができることを意味します。接触や導体を介さずに、空気、水、その他の非金属材料を介して。
私たちの家には例がたくさんあります。誘導中炊飯器、高周波交流が金属コイルを通過して振動磁場を生成します。これは調理鍋の金属を貫通し、そこに電流を誘導し、食品を加熱します。
またはバスルームに向かいましょう。電動歯ブラシの底部に 1 つのコイルがあり、充電ベースに 2 つ目のコイルがあります。電源に差し込むと、充電コイル内の電流によって変化する磁場が生成され、歯ブラシのコイル内に電流が流れ、両者が接触することはありません。
充電用電気自動車、目的は熱の発生（または歯をピカピカにすること）ではありません。インダクティブ充電は、磁場を介して車両に搭載されたコイルにエネルギーを送ります。コイルは電流を交流に変換し、その後直流に戻してバッテリーを充電します。
なぜ大型電気自動車のワイヤレス充電が可能になったのでしょうか?
特定のサイズの 2 つのコイル間で伝達できる電力の量を制限するのは磁場の周波数であるため、SiC コンポーネントがより高い周波数で動作できるという事実が重要です。
「これまでの車両ワイヤレス充電システムは、通常のコンロと同じように約 20 kHz の周波数を使用していました。それらはかさばり、エネルギー伝達はあまり効率的ではなくなりました。現在は 4 倍高い周波数を扱っています。突然、誘導が魅力的になります」と Liu 氏は説明します。
しかし、銅コイル内のワイヤは、より高い周波数でも磁場を送受信できなければなりません。
「これは、通常のループ状の銅コイルでは機能しません。それは高頻度で非常に大きな損失につながるでしょう」とLiu氏は言います。
新しいコイルは編組「銅ロープ」で作られています。これらは、髪の毛のように、それぞれの厚さが 70 ～ 100 ミクロンの最大 10,000 本の銅繊維で構成されています。 「リッツ線」として知られるこれらの編組は、より高い電流と周波数に合わせて最適化されており、ここ数年で市販されています。
電気自動車が電磁誘導充電を使用して充電されるか、通常のケーブルベースの伝導充電を使用して充電されるかにかかわらず、エネルギー損失は必ず発生します。
しかし、これらの新素材による画期的な進歩は、誘導方式が通常の充電とほぼ同じ効率になることを意味します。 「その差は実際には無視できるほど小さいです。約 1 ～ 2 パーセントです」と Liu 氏は言います。
電気自動車もワイヤレス充電されるのでしょうか？
電気フェリーや電気バスと同様に、産業、鉱業、農業で使用される無人電気自動車も将来的にはワイヤレス充電の恩恵を受ける可能性があります。
ただし、リュー氏は、電磁誘導充電が最終的にケーブルによる充電に取って代わるとは考えていない。
「私は車を運転します電気自動車私自身も、将来的に電磁誘導充電を利用できるとは思えません。車で家に帰り、プラグを差し込みます...問題ありません。」
「テクノロジー自体がより持続可能であると主張するべきではないでしょう」と彼は言います。しかし、大型車両の電動化が容易になり、ディーゼルフェリーなどの段階的廃止が加速する可能性がある。
彼の研究グループの結果は、このパワークラスでは「世界最高」の一つであるため、多くの注目を集めている、と彼は付け加えた。
