Мы находимся на пороге настоящей революции электромобилей. Электрокары уже начали дешеветь, а это значит, что дни традиционного автопрома сочтены. Впрочем, вопрос с объемом и скоростью зарядки аккумуляторов по-прежнему остается открытым. Несмотря на все достоинства электрической машины, энергию невозможно за пару минут залить в бак, как жидкое топливо. С той же проблемой сталкиваются и разработчики разнообразной портативной электроники. Кажется, те времена, когда мобильный телефон можно было заряжать раз в неделю, прошли навсегда. Среднестатистический современный смартфон крепко привязан к розетке.
Чтобы исправить эту ситуацию, одни ученые изо всех сил изобретают способ максимально увеличить объем и срок жизни аккумулятора. Но существует и другой подход. Он предполагает увеличенную скорость зарядки и повсеместную доступность самой электроэнергии.
Электромобильная революция
На днях Министерство энергетики США провело испытания беспроводного зарядного устройства, которое способно зарядить аккумулятор электромобиля практически так же быстро, как классическая кабельная зарядка. Всё, что требуется от водителя – припарковать машину над зарядной платформой.
Устройство, разработанное учеными Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL), имеет мощность 20 киловатт. По словам представителей ORNL, уже эта 20-киловаттная установка является самой мощной в мире. Но разработчики не намерены останавливаться на достигнутом. Уже сейчас они вместе с инженерами компаний Toyota, Cisco Systems, Evatran и университета Клемсона работают над созданием 50-киловаттной зарядной платформы.
Для демонстрации работы беспроводной системы разработчики использовали автомобиль Toyota RAV4, оборудованный батареей емкостью 10 киловатт/час.
«Зарядное время напрямую зависит от мощности батареи транспортного средства. апример, если у транспортного средства есть батарея на 10 киловатт/час (как, к примеру, у Chevy Volt), она может быть заряжена за 30 минут 20-киловаттным зарядным устройством», – говорит Омер Онар, ведущий разработчик проекта. По словам Онара, наиболее быстро аккумулятор заряжается до 80%. Также батарея электромобиля крайне редко бывает разряжена ниже 20%. Таким образом, реально полезная емкость батареи составляет примерно 60% от заявленного объема. Это значит, что на практике аккумулятор объемом 10 киловатт/час имеет смысл заряжать около 18 минут. Для аккумулятора объемом 20 киловатт/час, как у Nissan Leaf, потребуется 36 минут.
50-киловаттная зарядная платформа позволит существенно сократить и это время. Так, по подсчетам разработчиков, для зарядки аккумулятора объемом 10 киловатт/час 50-киловаттному устройству потребуется около семи минут, а для аккумулятора объемом 20 киловатт/час будет достаточно пятнадцати минут.
Конечно, пока беспроводные зарядные устройства уступают по мощности кабельным зарядкам. Так, зарядная станция Tesla Supercharger наполовину заряжает аккумулятор седана Model S емкостью 70 киловатт/час всего за 20 минут. Этого заряда хватает, чтобы проехать 170 миль (примерно 275 километров). У беспроводной 20-киловаттной зарядки ORNL на то, чтобы до половины зарядить батарею Model S, ушло бы примерно три часа.
Именно потому разработчики сегодня изо всех сил стараются увеличить мощность и повысить КПД подобных систем. Уже 20-киловаттная зарядная платформа, по словам инженеров ORNL, имеет эффективность 90%. Это значит, что лишь 10% энергии теряется при передаче. Если разместить этакие платформы под 37,5% дорожного полотна, то электромобиль, едущий с постоянной скоростью 80 километров в час вообще не будет расходовать заряд энергии.
Следуя вышеприведенным расчетам, 50-киловаттные зарядные платформы можно размещать реже. Если же речь идет о сверхмощной 100-киловаттной платформе, то ее потребуется разместить всего под 7,5% дороги. Иными словами, речь идет о 75 метрах зарядных платформ на каждый километр дорожного полотна.
Решение для гаджетов
Как уже говорилось, проблема аккумуляторов касается не только электромобилей, но и любой электроники, претендующей на портативность. Над решением этой проблемы усердно работает компания WiTricity Corporation.
В начале этого года WiTricity лицензировала для компании Dell технологию зарядной подушки для ноутбука. Компьютер не нужно подключать к розетке – достаточно поставить его на специальную платформу. Кроме того, WiTricity идет дальше и разрабатывает зарядные коврики для смартфонов и планшетов.
Многочисленные слухи утверждают, что будущие iPhone обзаведутся возможностью беспроводной зарядки. Как показывает опыт, если какая-либо технология появляется в технике Apple, то спустя полгода она появляется едва ли не в каждом флагмане на рынке. Таким образом, можно с уверенностью утверждать, что в скором будущем многие смартфоны и планшеты научаться заряжаться без кабелей.
Эксперты считают, что с распространением устройств, поддерживающих беспроводную зарядку, начнут появляться и общественные точки доступа к электроенергии. К примеру, смартфоны смогут заряжаться, просто лёжа на столике в кафе. Если же такая зарядка будет быстрой, то стоит ожидать появления уличных зарядных автоматов, к которым будет достаточно на несколько секунд приложить свой гаджет.
