سوف نتعرف في هذا المقال على الجزء الأخير من هذه السلسلة عن مستقبل التقنية لا سلكياً:

يعتبر نقل القدرة الكهربائية لا سلكياً كما ذكرنا في المقال السابق بأنه طريقة لنقل القدرة الكهربائية بدون استخدام الأسلاك، ويساعد نقل القدرة لا سلكياً على توصيل تلك المناطق التي لا يتمكن فيها الأشخاص من الحصول على مصدر طاقة مناسب، كما يمكن للجميع الحصول على طاقة لا سلكية نظيفة وخضراء.

 في المستقبل سترتبط جميع الأجهزة لا سلكياً بمصدر الإمداد بالطاقة، و ​​في هذا المقال سوف نتحدث عن النطاق المستقبلي لنقل القدرة الكهربائية لا سلكياً  من خلال ذكر العديد من التطبيقات على الاستخدام المستقبلي لنقل القدرة لا سلكياً في مختلف المجالات.

تطبيقات على نقل القدرة لا سلكياً في المستقبل:

1. نقل القدرة للأجهزة المحمولة لا سلكياً: 

في الشكل أدناه يظهر لنا استخدام الشاحن والبطارية لنقل القدرة الكهربائية من لوحة الشحن إلى البطارية كما يحتوي كل جزء على ملفات مستوية، يمكن أن تتواصل لوحة الشحن والبطارية مع بعضهما البعض بسبب تعديل القدرة الكهربائية قبل نقل الطاقة الكاملة إلى البطارية، كما تتحقق لوحة الشحن من وجود بطارية صالحة أم لا  و يستمر هذا الاتصال طوال عملية الشحن بأكملها للتأكد من أن البطارية لا تزال في مكانها.

الشكل (1):  الشحن اللاسلكي للجهاز المحمول باستخدام اقتران حثي.

2. الشحن للسيارة الكهربائية لا سلكياً:

وفقًا للشكل أدناه توجد لوحة شحن على الأرض متصلة بمحول طاقة مثبت على الحائط، جميع مواقف السيارات بالأعلى ويوجد على الجانب الخلفي من السيارة جهاز استقبال عندما يكتشف الشاحن المستقبل داخل النطاق يبدأ تلقائيًا في الشحن.

 الشكل (2): الشحن لا سلكياً للسيارة الإلكترونية. 

3. الشحن لوسائل النقل العام لا سلكياً:

كل حافلة كهربائية لها مستقبل شحن لاسلكي _وفقًا للشكل أدناه_ يتم تضمين أجهزة الشحن لا سلكياً في السطح الصلب للطريق أو تحت سطح الطريق على فترات منتظمة وعند توقف الحافلة لا داعي للتوصيل بشواحن لا سلكية، بحيث سيتم شحنه تلقائياً مع العلم بأنه تم اختيار هذه الأنواع من الحافلات في المملكة المتحدة وإيطاليا وهولندا وكوريا الجنوبية.

الشكل (3): الشحن لا سلكياً للحافلات العامة.

4. ممر للمركبات الكهربائية ذاتية القيادة للشحن لا سلكياً:

في الشكل أدناه يمكن للمركبات ببساطة العودة والوقوف لفترة من الوقت لشحنها باستخدام ألواح شحن لا سلكية  في فناء وقوف السيارات والأرصفة والممرات والقيادة الذاتية.

الشكل (4): ممر الشحن لا سلكياً للمركبة الكهربائية ذاتية القيادة.

5. النطاق المستقبلي لتكنولوجيا نقل القدرة لا سلكياً:

في المستقبل يمكننا استخدام الأجهزة الكهربائية باستخدام الكهرباء بدون أسلاك، فيما يلي نناقش بعض المجالات المحتملة لاستخدام تقنية نقل القدرة لا سلكياً:

• قمر صناعي للطاقة الشمسية:

يستخدم القمر الصناعي المزود بلوحة شمسية لالتقاط أقصى قدر من الطاقة الشمسية من الشمس في الفضاء، كما يتكون القمر الصناعي من جهاز  إرسال ميكروويف يستخدم لتحويل القدرة إلى ميكروويف لنقلها وفقًا للشكل أدناه، يرسل الميكروويف من القمر الصناعي الموجود في الفضاء الذي يستقبله هوائي استقبال الميكروويف الموجود في الأرض، بحيث يستقبل هذا الميكروويف الهوائي ثم يحول الميكروويف إلى كهرباء ثم يمكن استخدام هذه الكهرباء لتشغيل المنزل والمكتب وما إلى ذلك.

الشكل (5):  نقل الطاقة اللاسلكية من الفضاء إلى الأرض من خلال الأقمار الصناعية للطاقة الشمسية.

• أجهزة منزلية تعمل لا سلكياً:                                

في المستقبل سيكون هناك جهاز إرسال داخل المنزل ينقل القدرة إلى جميع الأجهزة المنزلية، مثل: التلفزيون، والكمبيوتر المحمول، والمصباح، والمكواة، وصندوق الصوت، والثلاجة، والجوال إلخ، سوف تتلقى هذه القدرة الكهربائية من خلال أجهزة الاستقبال التي تم إعدادها بالداخل في جميع الأجهزة.

• شحن السيارة الكهربائية في الطريق لا سلكياً:

وفقًا للشكل أدناه في المستقبل لن تكون هناك حاجة لإيقاف المركبات الكهربائية وشحنها في الطريق، يمكن أن يتم الشحن من خلال توصيل جهاز  إرسال حزمة الطاقة بالطرق السريعة ومناطق حركة المرور المزدحمة مع مصدر الطاقة الذي يحول الكهرباء إلى حزمة طاقة ثم ينتقل هذا الشعاع إلى السيارة الكهربائية التي تتكون من مستقبل شعاع الطاقة الذي يحول شعاع الطاقة إلى طاقة كهربائية لشحن البطارية داخل السيارة.

الشكل (6): الشحن لا سلكياً للمركبة الكهربائية في الطريق.

• مصدر طاقة عالمي في حالات الطوارئ:

في حالة الطوارئ أو الكوارث حيث تعطلت جميع وسائط الاتصال ونظام الطاقة يعد الاتصال فور وقوع الكارثة مكونًا مهمًا للاستجابة والتعافي، يربط الأشخاص والأسر والمجتمعات المتضررة بنظام الدعم وأفراد الأسرة الآخرين في هذه الحالة، قد يساعد مصدر الطاقة في حالات الطوارئ في توفير مصدر طاقة ضروري لتشغيل أجهزة الاتصال الخاصة بهم حتى يتمكنوا من الاتصال بسهولة مع عائلاتهم وخدمات الإنقاذ كما هو موضح في الشكل أدناه، يتكون مصدر الطاقة العالمي من منطاد مبني في جهاز نقل القدرة الكهربائية والذي يعمل كمصدر للطاقة والطائرات بدون طيار الذي  يتكون من جهاز استقبال ونقل القدرة الكهربائية الذي يوفر الاتصالات الأساسية وكذلك الطاقة الأساسية لا سلكياً للأشخاص المتضررين.

الشكل (7): الاتصال من خلال مصدر طاقة لا سلكي في حالات الطوارئ.

• قطار يعمل لا سلكياً:

وفقًا للشكل الموضح لن تكون هناك حاجة لتوصيل القطار بالأسلاك، في هذا النظام سيتصل جهاز استقبال وجهاز إرسال طاقة مزدوج الوضع بالقطب سيكون لكل محطة قطب به جهاز  إرسال واستقبال ثنائي، تأتي الطاقة من محطة الطاقة التي يلتقطها جهاز الإرسال ثنائي الطاقة وينقلها باستخدام طاقة الإرسال ذات الوضع المزدوج و يحدث الاستلام والإرسال في وقت واحد، كما سيتم استقبال هذه القوى بواسطة جهاز الاستقبال المثبت في سقف القطار في هذه العملية ليست هناك حاجة لاستخدام الأسلاك.

الشكل (8): مستقبل القطار الكهربائي لا سلكياً.

• مصدر نقل لا سلكياً للمنزل من محطة القدرة:

في المستقبل قد يتم توليد الطاقة النظيفة والخضراء باستخدام مصدر الطاقة المتجددة، يوضح الشكل أدناه إمكانية توفير الطاقة لمنازلنا لاسلكياً، هوائي إرسال الطاقة المتصل بمحطة تزويد الطاقة ثم هوائي نقل الطاقة يحول القدرة الكهربائية إلى ميكروويف ثم ينقلها إلى أقرب هوائي استقبال، وإرسال طاقة مزدوجة إلى أقرب هوائي متصل بأقرب بمنزل.

الشكل (9): مصدر طاقة لا سلكي للمنزل من محطة طاقة خضراء ونظيفة.

• تحكم بطائرة بدون طيار لإطفاء الحريق لا سلكياً:

في المستقبل يمكن استخدام الطائرات بدون طيار لإطفاء الحريق، قد تحمل الطائرة بدون طيار أنبوب الماء وتضبط الأنبوب على الموقع الدقيق الذي سيتم التحكم فيه من قبل الأشخاص الذين يستخدمون نظام التحكم عن بعد، يعرِّف الشكل أدناه بأن الطائرة بدون طيار قد تحصل على الطاقة من جهاز الإرسال في سيارة الإطفاء.

تعد الطائرة بدون طيار مفيدة للغاية لأنه في حالة عدم تمكن الأشخاص من الوصول إلى الطائرة بدون طيار يمكنهم الوصول إلى هناك ويمكنهم التقاط الصور ومقاطع الفيديو الخاصة بهذه المنطقة، و في حالات الطوارئ التي لا يمكن توصيل الطائرة بدون طيار بالأسلاك لذلك ستكون هذه العملية مفيدة للغاية.

• تنطبق القدرة الكهربائية على الأجهزة الطبية لا سلكياً:

في المستقبل يمكن أن يكون مصدر القدرة لا سلكياً في الأجهزة الطبية ممكنًا بحيث سيكون هناك جهاز إرسال سيتم توصيله مباشرة بمحطة الطاقة.

يحدد الشكل أدناه جهاز الإرسال الذي يستقبل الإشارة من محطة الطاقة ويرسل الإشارة باستمرار، كما تستقر قدرة الإرسال التي يستقبلها جهاز الاستقبال في المستشفى وتولد كهرباء لا سلكيه، و باستخدام هذه الكهرباء سيتم تنفيذ الأجهزة الطبية في وقت واحد.

سيكون هناك بعض الأجهزة الكهربائية في يد المرضى فهذه الأجهزة توضح حالة ذلك المريض، سوف تظهر حالتهم الجسدية في الشاشة لذلك يمكن للأطباء فهم حالتهم بسهولة ويمكنهم اتخاذ خطوة قابلة للقياس بسرعة.

الشكل (10): يستخدم نقل القدرة لا سلكياً للأغراض الطبية.

• مدينة ذكية تعمل لاسلكياً:

 يمكن أن تكون المدينة مدينة ذكية باستخدام التكنولوجيا لا سلكياً، يمكننا استخدام الطاقة من محطة الطاقة بدون سلك من خلال جهاز الإرسال والاستقبال.

يقوم المرسل بنقل الكهرباء من محطة توليد الطاقة ويتلقى جهاز الاستقبال الطاقة ويزود الطاقة بين المنازل والسيارات والقطارات والمكاتب وحتى مناطق الطوارئ، حيث يستحيل إنشاء تكنولوجيا سلكية باستخدام تكنولوجيا لا سلكية، و ستكون بيئتنا خالية من غاز ثاني أكسيد الكربون و سوف نستفيد لأن بيئتنا ستكون نظيفة وخالية من الغازات الضارة التي تنبعث من السيارة أو القطار أو المركبات الأخرى.

للتنويه: مقال مترجم من مجلة الأنظمة الكهربائية والإلكترونية بعنوان المستقبل مع تقنية القدرة الكهربائية لا سلكياً.

Note : Journal of Electrical & Electronic Systems. Future with Wireless Power Transfer Technology. Farhana Haque Sumi1* | Lokesh Dutta2* | Dr. Farhana Sarker3*