Energia przyszłości urządzeń mobilnych

Pewnie każdy miał kiedyś problem z powodu rozładowania telefonu, komputera, czy innego urządzenia elektrycznego. Często, w naszych bateriach i akumulatorach, brakuje energii w sytuacjach najmniej odpowiednich - gdy czekamy na ważny telefon, lub e-mail, czy też szukamy danego miejsca podróżując autem. Na szczęście trwają prace nad tymi ograniczeniami. W końcu niemożliwym jest, by przyszłość wyglądała jak obecnie - kabelki z różnymi końcówkami, ładowarki i przeróżne zasilacze.

Ładowanie telefonu bez pomocy kabla?

Specjalne maty przesyłające energię, na których kładzie się telefon, lub etui, które pozwala naładować urządzenie elektroniczne - są to rozwiązania nie nowe, a o ich rozwoju mówi się od wielu już lat. Jednym z podstawowych ograniczeń jest brak standaryzacji wtyków do ładowania. Jak wiemy, wejścia USB telefonów iPhone i np. opartych na Androidzie, lub Windows Phone różnią się. To niewątpliwe ograniczenie w wydatkach na rozwój uniwersalnych rozwiązań do ładowania bezprzewodowego, jednak zawiązano już szereg koalicji w tym zakresie, co udowadnia, że dostarczanie energii do mobilnych urządzeń, jest celem łączącym konkurujących ze sobą producentów sprzętu.

Nie sądzę, że w przyszłości będziemy nosić ze sobą ładowarki i zasilacze do urządzeń mobilnych. Już teraz testowane są stoły z matami do ładowania telefonów i laptopów, w bibliotekach, restauracjach i miejscach pracy. Na stronach Ikea, możemy poczytać o technologiach przyszłości, stosowanych już teraz.

Nie mówię tutaj o tymczasowych rozwiązaniach, jakie pojawiają się w Centrach Handlowych jak Złote Tarasy. Zabawne, że takie rozwiązania reklamowane są, jak coś wyjątkowego, gdyż daje za darmo możliwość dostępu do energii poprzez kable ładowarek z różnymi końcówkami, dopasowanymi do najpopularniejszych telefonów. To raczej usługa dla właściciela centrum handlowego, a nie przysługa dla nas - konsumentów. W końcu, takie rozwiązania zatrzymują nas na dłużej w sklepach. Jednak kable, końcówki - to wszystko stanowi ograniczenia, które muszą niebawem zniknąć.

Czytaj dalej poniżej

Niebezpieczne drony na lotnisku? Dzięki temu do takich sytuacji nie powinno dochodzić Jakub Szczęsny

Liczby zatrważają - ponad połowa oprogramowania w Polsce nie jest legalna Jakub Szczęsny

Przyszłość bez kabli, przewiduje Wireless Power Consortium (WPC), a więc stworzona w 2008 roku koalicja reprezentująca 227 firm, takich jak: Samsung, LG, HTC, czy Microsoft. WPC szczyci się już 896 produktami, w standardzie bezprzewodowego ładowania Qi, dostępnymi na lotniskach, w hotelach i punktach usługowych, na całym świecie. To mądra i sprytna strategia - ujednolicenie sposobów bezprzewodowego ładowania, daje możliwość utrzymania energii w urządzeniach bezprzewodowych, a to oznacza powszechniejsze ich zastosowanie. Samsung jest również w Alliance for Wireless Power (A4WP), gdzie pracuje wraz z Intelem, AT&T, czy Duracell’em, skupiając w sumie 200 korporacji. A4WP wykorzystuje technologię rezonansu magnetycznego, zaś dołączona do niej Power Matters Alliance (PWA), rozwija indukcję elektromagnetyczną. Obecnie, obie instytucje połączyły swoje działania, z korzyścią dla konsumentów.

Przyszłość baterii i banków energii

W Chicago stacjonuje firma Ampy, która zajmuje się pozyskiwaniem energii m.in. do smartfonów. Produkt Ampy Move jest noszony na ramieniu lub w kieszeni i generuje energię, która może być następnie przenoszona poprzez złącze USB 2.0 lub 3.0, do dowolnego urządzenia mobilnego. Ampy Move ma wielkość smartfona i może zasilać telefon na jedną godzinę pracy, przy regularnym stosowaniu, lub na 5 godzin, w trybie czuwania. Produkt kosztuje 99 dolarów.

Również naukowcy z University of Colorado Boulder opracowali model termoelektrycznego materiału, który może izolować się od ciepła, a jednocześnie pozwala na przepływ energii elektrycznej. Takie połączenie jest kluczem do efektywnego przekształcania ciepła w energię elektryczną.

Przyszłość przyniesie nam materiały, które pozwolą czerpać energię z naszego ciała - zarówno z generowanego ciepła, ale też z energii wytwarzanej podczas poruszania się. Przykładem mogą być buty, które kumulują energię podczas chodu człowieka, wyróżnione już w 2010 roku przez magazyn Time. Obecnie, można zapisać się na zakupy specjalnej wkładki do buta, generującą energię dla smartfona - za około 200 dolarów.

Naukowcy z University od Wisconsin-Madison pracują nad specjalnymi półkami samochodowymi, w których samo umieszczenie telefonu, będzie go ładowało dzięki energii z wibracji.

Świat nadal czeka na pierwsze produkty Apple, w zakresie energii słonecznej. Firma pracuje także nad technologią pozyskiwania energii z nowego patentu przyznanego w marcu 2015 roku, o nazwie “Systemu ogniw paliwowych do zasilania komputerowych urządzeń przenośnych” (Fuel Cell System to Power a Portable Computing Device)”.

Ciekawy wkład w ten temat przynosi również firma Epson, która zapowiedziała projekt generowania energii z właściwości gumy, o nazwie Energy-Generating Rubber.

Wartość inwestycji w odnawialne źródła energii wzrosła z 9 miliardów dolarów w pierwszym kwartale 2004 roku, do 50 miliardów dolarów w w pierwszym kwartale 2015 roku, według Bloomberg New Energy Finance.

The Daily Conversation wymienia różne sposoby generowania energii: z fal oceanu, z bio paliw, z ciepła geotermalnego i wodoru, używanego jako paliwo przez NASA od lat siedemdziesiątych.

Temat energii przyszłości jest fascynujący i wizje naukowców pozwalają patrzyć coraz szerzej - z perspektywy kosmosu, nie tylko samej ziemi. W pigułce prezentuje ten temat TNTM w filmie “What the future of energy might look like”.

Przeszłość i teraźniejszość energii

Angielski fizyk i chemik Michael Faraday (1791-1867) odkrył w 1831 roku zjawisko indukcji elektromagnetycznej, które umożliwia tworzenie prądu elektrycznego, co zademonstrował budując pierwszą prądnicę. Indukcja elektromagnetyczna jest podstawą działania wielu urządzeń elektrycznych, jak: piece, silniki i mierniki indukcyjne, cewki, transformatory, prądnice, alternatory, głowice elektromagnetyczne, czy generatory prądu w wielkich elektrowniach. W skrócie, jest to zjawisko powstawania prądu, na skutek zmian pola magnetycznego. Więcej na ten temat można dowiedzieć się np. poprzez kanał Youtube Uniwersytetu Śląskiego.

Równie ważne są prace wynalazcy serbskiego pochodzenia - Nikoli Tesli (1856-1943), który stworzył nie tylko radio, ale również urządzenia zdalnie sterowane drogą radiową, silniki elektryczne, prądnice prądu przemiennego, dynamo rowerowe, baterie słoneczne i rezonansowe cewki wysokonapięciowe. Tesla jako pierwszy pisał o bezprzewodowym przesyłaniu prądu. Krzysztof Kruszka prowadzący serwis moje-laboratorium.pl, prezentuje wkład Tesli w bezprzewodowe przesyłanie energii na kanale Youtube.

Jednak do czasu ziszczenia wizji Faradaya i Tesli, musimy sobie radzić z rosnącym zapotrzebowaniem na energię naszych mobilnych urządzeń. Dlatego też, ciągle rozwijają się rozwiązania pośrednie. Przykładem mogą być wspomniane punkty z różnymi ładowarkami do telefonów (o punktach z ładowarkami do laptopów nie słyszałem). Warto zaznaczyć, że stosowanie innej ładowarki (niż ta dołączona do produktu), jest ryzykowne, szczególnie w przypadku dysków danych i laptopów. Nawet jeśli końcówka pasuje, warto sprawdzić, czy zgadza się również specyfikacja techniczna obu urządzeń. Zastosowanie złej ładowarki, grozi zepsuciem dysku twardego, jak i innymi problemami. Dlatego też, urządzenia do ładowania telefonów i tabletów, zwane bankami baterii lub bankami energii, mocy, mają szereg zabezpieczeń jak: zabezpieczenie przed zwarciem, wyłącznik termiczny reagujący na zbyt dużą temperaturę urządzenia, zabezpieczenie przed przepięciami prądu, przed przeciążeniem sieci, przed odwrotnym połączeniem, czy przeciwko wyładowaniom elektrostatycznym.

Rynek baterii litowo-jonowych był wart ponad 12 miliardów dolarów w 2014 roku, a wzrośnie do prawie 54 miliardów dolarów w 2020 r. Banki baterii (power banki), w technologii litowo-jonowej, litowo-polimerowej, lub litowej, stają się popularne, gdyż zakup zapasowej baterii do telefonu lub komputera, jest nieopłacalne, nie tylko z uwagi na wysoką cenę, ale też z powodu częstych zmian np. modelu telefonu. Takie banki potrafią ładować jednocześnie kilka urządzeń i to wielokrotnie. Przykładem jednego z najmocniejszych banków baterii może być LUXA2 P-Mega o mocy 41,600mAh. Jedyną jego wadą jest wielkość - jest to kwadratowe pudełko o rozmiarach ścian: 10 cm, oraz cena - prawie 500 zł. Przykładem banku na każdą kieszeń, może być “Duży Chłopiec”, a więc Coolpad Big Boy, który za niecałe 80 zł potrafi naładować nie tylko smarfon i tablet, ale poradzi sobie też z innymi urządzeniami ładowanymi poprzez USB (np. zabawki elektroniczne nie tylko dla dzieci).

Power banki kosztują coraz mniej, mają coraz mniejsze rozmiary, a ładują coraz więcej urządzeń, coraz większą ilością energii. Także, zanim w naszych domach i samochodach, na stałe zagoszczą bezprzewodowe “energetyki”, banki baterii z pewnością niosą pomoc.

Pierwsze pilotażowe inicjatywy wdrażania bezprzewodowych rozwiązań ładowania telefonów i tabletów, realizowane są w USA, np. w sieci Starbucks, oraz w europejskich restauracjach McDonalds. Ciekawie zapowiada się również inicjatywa Witricity, polegająca na rezonowaniu dwóch urządzeń i przesyłaniu w ten sposób energii pomiędzy nimi, z małymi stratami. Co ciekawe, Witricity to nie indukcja magnetyczna, a przesyłanie energii w tej metodzie możliwe jest na odległość kilku metrów. Więcej o tym temacie napisał Filip Żyro w artykule “Koniec kabli. Nadciąga bezprzewodowy prąd”. Zresztą firm, które wykorzystują drgania przedmiotów, jest już znacznie więcej.

Również Microsoft prezentuje już teraz możliwość naładowania bezprzewodowego telefonu Lumia, co podpowiada nam, że temat bezprzewodowego przesyłu energii jest już teraźniejszością, a nie przyszłością.

Elon Musk, prezes i dyrektor generalny firmy Tesla Energy, wskazuje, że celem jego firmy jest dostarczenie akumulatorów do zastosowania w domach i przedsiębiorstwach na całym świecie: http://www.teslamotors.com/powerwall. Przypomnijmy, że Tesla Motors sprzedaje auta z silnikami elektrycznymi, które pozwalają rozwinąć prędkość 100 km/h w 3,2 sekundy. Wygląda zatem na to, że dokonania Nikoli Tesli, jeszcze przez długi czas, będą służyć ludziom na ziemi. Widać przy okazji ciekawy trend nawiązywania do imienia i nazwiska tego wspaniałego wynalazcy. Również Nikola Labs korzysta z analogii do Tesli, realizując ciekawe projekty z zakresu robotyki, ale również przesyłu energii. Firma jest zarówno tajemnicza, choć wiadomo np., że jej działania naukowe wspiera Ohio State University, jak i innowacyjna - energię chce pozyskiwać m.in. z sygnału Wi-Fi i Bluetooth, emitowanego poprzez smartfon.

Te i inne informacje, które pojawiają się w mediach niemal codziennie, każą wierzyć w to, że czeka nas przyszłość bezstratnego, bezprzewodowego przesyłu na dużą odległość, precyzyjnie z punktu A do punktu B.

Zdjęcia:1,2.