ما هي المسافة بين الشحن اللاسلكي عالي الطاقة و"الشحن أثناء المشي"؟

قال ماسك ذات مرة إنه بالمقارنة معمحطات الشحن السريعبقدرة 250 كيلوواط و350 كيلوواط، فإن الشحن اللاسلكي للسيارات الكهربائية "غير فعال وغير كفؤ". وهذا يعني أن الشحن اللاسلكي لن يتم نشره على المدى القريب.

بعد فترة وجيزة من الإعلان، أعلنت تسلا استحواذها على شركة وايفيريون الألمانية المتخصصة في الشحن اللاسلكي، مقابل 76 مليون دولار أمريكي، أي ما يعادل 540 مليون يوان صيني تقريبًا. تأسست الشركة عام 2016، وتركز على أنظمة النقل ذاتية القيادة وحلول الشحن اللاسلكي للبيئات الصناعية. وتشير التقارير إلى أن الشركة قد نشرت أكثر من 8000 شاحن في القطاع الصناعي.

غير متوقع، ولكنه متوقع أيضاً.

في يوم سابق للمستثمرين، تحدثت ريبيكا تينوتشي، رئيسة قسم تسلا العالميالبنية التحتية للشحناقترح البعض فكرة حلول الشحن اللاسلكي المحتملة للمنازل وأماكن العمل. وبالنظر إلى الأمر، نجد أن الشحن اللاسلكي جزء لا يتجزأ من نظام إعادة شحن الطاقة، وسيتطور عاجلاً أم آجلاً. لذا، من المنطقي أن تستحوذ تسلا على شركة وايفيريون لتضمن لنفسها مكانة رائدة. وتشير المعلومات المتاحة إلى أن تقنية وايفيريون تُستخدم على نطاق واسع في المعدات الصناعية والروبوتات، وقد تُدمج في معدات تصنيع سيارات تسلا أو في الروبوت البشري "أوبتيموس برايم" مستقبلاً.

لا تُعدّ تسلا الوحيدة في هذا المجال. فالصين، التي تحافظ على ريادتها العالمية في قطاع السيارات الكهربائية، تواصل هي الأخرى استكشاف تقنية الشحن اللاسلكي. في نهاية يوليو/تموز 2023، وعلى طريق شحن لاسلكي ديناميكي عالي الطاقة بطول 120 مترًا في تشانغتشون، بمقاطعة جيلين، سارت مركبة تعمل بالطاقة الجديدة بدون سائق بسلاسة على طريق داخلي مُخصّص. وعرضت لوحة عدادات السيارة عبارة "جاري الشحن". وبحسب الحسابات، فإن كمية الكهرباء التي تشحنها مركبة الطاقة الجديدة بعد القيادة تُمكّنها من مواصلة السير لمسافة 1.3 كيلومتر. وفي يناير/كانون الثاني من العام الماضي، افتتحت مدينة تشنغدو أيضًا أول خط حافلات في الصين مزود بتقنية الشحن اللاسلكي.

في قطاع الطاقة المتجددة، تُعدّ تسلا نموذجًا يُحتذى به. فمن تقنية الصب المتكاملة إلى خلايا البطاريات الأسطوانية الضخمة 4680، تُعتبر كل خطوة تخطوها الشركة، سواءً في مجال التكنولوجيا أو ابتكار المنتجات، معيارًا يُقتدى به. فهل يُمكن أن يُساهم نشر تقنية الشحن اللاسلكي للسيارات الكهربائية في تطوير هذا المجال ونشر هذه التقنية في منازل عامة الناس؟

الحث الكهرومغناطيسي مقابل رنين المجال المغناطيسي، أي تقنية شحن لاسلكي أفضل؟

في الواقع، تقنية الشحن اللاسلكي ليست جديدة، ولا توجد عتبة تقنية عالية.

من حيث المبدأ، يعتمد الشحن اللاسلكي في الغالب على نقل الطاقة بالحث الكهرومغناطيسي، ونقل الطاقة بالرنين المغناطيسي، ونقل الطاقة بالميكروويف، ونقل الطاقة بالاقتران مع المجال الكهربائي.تُستخدم في السيارات عادةً تقنيات الشحن اللاسلكي من نوعي الحث الكهرومغناطيسي والرنين المغناطيسي، وينقسم هذان النوعان إلى نوعين رئيسيين: الشحن اللاسلكي الثابت والشحن اللاسلكي الديناميكي. النوع الأول هو الحث الكهرومغناطيسي، ويتكون عادةً من جزأين: ملف تزويد الطاقة وملف استقبال الطاقة. يُثبّت ملف تزويد الطاقة على سطح الطريق، بينما يُدمج ملف استقبال الطاقة في هيكل السيارة. عند وصول السيارة الكهربائية إلى موقع محدد، تُشحن البطارية. وبما أن الطاقة تُنقل عبر مجال مغناطيسي، فلا حاجة إلى أسلاك للتوصيل، وبالتالي لا توجد نقاط تلامس موصلة مكشوفة.

تُستخدم التقنية المذكورة أعلاه حاليًا على نطاق واسع لشحن الهواتف المحمولة لاسلكيًا، إلا أن عيوبها تتمثل في قصر مسافة الإرسال، ومتطلبات الموقع الدقيقة، وفقدان الطاقة الكبير، مما يجعلها غير مناسبة لسيارات المستقبل. فحتى مع زيادة المسافة من 1 سم إلى 10 سم، ستنخفض كفاءة نقل الطاقة من 80% إلى 60%، مما يؤدي إلى هدر الطاقة الكهربائية. رنين المجال المغناطيسيالشحن اللاسلكيتتألف هذه التقنية من وحدة تزويد طاقة، ولوحة إرسال، ولوحة استقبال في السيارة، ووحدة تحكم. عندما تستشعر وحدة الإرسال في وحدة تزويد الطاقة الطاقة الكهربائية الصادرة من السيارة بنفس تردد الرنين، تنتقل الطاقة عبر الهواء من خلال رنين التردد المشترك للمجال المغناطيسي.