无线电力产业的发展与未来电气化
无线电力行业预计将呈指数级增长。无线电源几乎对所有领域都有重大影响,因为它使物联网能够更快地实现和发展。
出版日期:2023年3月24日
什么是无线电力传输技术?
无线电力传输又称非接触电力传输,是指将电能转换成其他形式的继电器能量(如电磁场能、激光、微波、机械波等)。
无线电力传输是电能(电)从供电设备直接传输到电气设备,无需电线或导体。它可以用来给电池充电,用于电力储存或直接操作。无线传输通常可以利用电磁场耦合效应,包括电感耦合和谐振耦合。广义地说,所有无线电波的传播都是一种能量的传输。不同之处在于无线传输的效率和功率更高。
无线发射器可以安全地为嵌入在几乎任何设备中的接收器供电,类似于Wi-Fi发送数据的方式。物联网传感器、临时跟踪器、智能手机、游戏控制器、智能手表等设备可以配备接收器,并将信号发送到发射器,发射器可以安全地在远处接收电力。
无线电源的传输原理是什么?
- 接触式充电技术:
利用电磁感应原理,这种非接触充电技术在许多便携式终端中得到越来越广泛的应用。在这种类型中,两个线圈被放置在相邻的位置,当电流在一个线圈中流动时,产生的磁通量成为介质,导致另一个线圈也产生电动势。 - 微波能量传输技术:
微波能量传输应用的原理是电磁波能量可以通过天线发送和接收。微波能量传输是将微波聚焦后,向一个可控的方向发射。在接收端,接收到的微波能量通过整流天线(整流天线)转换成直流功率。 - 共振技术:
利用电磁场的共振方法在电子领域得到了广泛的应用。然而,供电技术不使用电磁波或电流,而只使用电场或磁场。
影响无线电源未来的发展趋势包括行业监管方面的进展。因此,许多无线电源应用已经在提高效率、安全性和便利性。
无线供电技术可以通过空气远距离传输电力而不需要视线,从而清除了关键的监管障碍,并为广泛的消费和工业应用铺平了道路。在美国,FCC已经为一项专利技术颁发了几项认证,该技术可以安全有效地提供无线电源。基于射频的非视距无线电力远程传输技术可以不受限制地传输电力。
无线电源的应用
- 无线电力将如何改变物流?
随着监管部门的批准,无线电源行业开始为企业提供新的选择。例如,卡车拖车的跟踪系统使用无线供电技术,有效地帮助世界上最大的零售商节省资金,提高繁忙的配送中心的安全性。
在运输和物流、零售以及几乎任何企业或消费者用例中都有无穷无尽的应用程序。无需人工干预即可远距离跟踪托盘或集装箱位置的传感器将给全球供应链带来改变。传感器不仅可以跟踪位置,还可以提供有关条件(如温度和湿度)和处理(如物品是否掉落)的信息。这可能会大大改变易腐和/或易碎物品的分配。当情况发生变化,物品需要移动时,传感器可以提醒仓库或零售人员,而无需有线传感器所需的电气基础设施。 - 无线电源将如何改变医疗保健?
无线电源还可以改变医疗保健,将患者从目前需要为许多设备供电的电线中解放出来,这些设备收集关键的健康数据,并在生命体征发生变化时提醒护理人员。使用无线供电设备可以消除笨重的电池,并允许患者在任何地方佩戴设备,从而提高患者的依从性。
在医疗保健应用中,支持实时数据传输的无线电源可以让护理团队和/或医院系统立即分析信息,还可以建立警报系统。当患者的生命体征发生变化,需要立即采取行动时,系统会自动向患者、员工、家属和急救人员发送信息。 - 无线电源将如何改变消费领域?
无线电源有可能减轻许多消费者的担忧。以手机为例,电池可以封装,所以不需要电线充电。在未来,消费者还可以通过无线传输电力来为他们的智能家居和个人设备供电。室内无线摄像头、空气质量和温度显示设备、家中的智能追踪器都可以自动充电。智能手表可以戴在身上,不需要取下就可以充电,这样人们就可以收集睡眠习惯和健身活动等数据。
另一个潜在用途是在游戏行业。无需电线和笨重电池即可供电的游戏控制器可以让游戏开发者专注于提升体验并适应玩家的行动。目前全球有近30亿游戏玩家,而且这个数字还在不断增长,所以这是一个巨大的市场,可以接受无线电源来推动创新。
无人驾驶飞行器(UAV)技术也是受益于无线电源的一种商品。无论是对于希望在飞行过程中保持无人机供电的家庭爱好者,还是在商业环境(如仓库)中使用无人机,消除重型电池将使无人机小型化并延长其飞行距离。无线电源技术的发展有望解决许多功能问题。
无线供电技术的前景
无线能源在短时间内取得了巨大的进步,行业将以前所未有的方式发展。全球无线充电相关应用技术的发展大多局限于消费电子、智能手机等低功耗应用市场,传输效率仍然较低。新兴的大功率无线电力传输技术可应用于无人机、无人船、无人车、无人导引车等非接触式充电应用。超高的转换效率将具有巨大的商业价值。未来,无线电源将释放物联网的全部潜力,并激发企业、医疗保健和消费产品开发领域的创新。
2023年3月24日出版