Článek
Sen Nikoly Tesly o bezdrátovém přenosu energie se v posledních letech stává skutečností i pro široké masy lidí, a to hlavně kvůli bezdrátovým nabíječkám mobilních zařízení. Uživatelé už se nemusí starat o zamotané či ztracené kabely – stačí jim položit svůj mobil na nabíjecí stanici.
Odhození kabelů ale není zdarma. Wireless nabíjení spotřebuje téměř o polovinu více energie než to běžné, ukazují nové výpočty vzešlé ze spolupráce webu OneZero a společnosti iFixit. Své testy provedly na mobilu od společnosti Google Pixel 4.
K nabití úplně vybité baterie na 100 procent potřebovala běžná nabíječka s kabelem průměrně 14,26 watthodiny (Wh). Bezdrátovým způsobem se spotřebovalo 21,01 Wh, tedy více než o 47 procent více než s použitím kabelu. Ztráty ale vznikaly i kvůli nepřesném položení mobilu na bezdrátovou nabíječku, takže cívky nebyly přesně srovnány.
Marketing
„Důvody vzestupu této technologie mohou být marketingové. Jde o to přijít na trh s novou netradiční věcí, jež bude působit futuristicky a bude se dobře prodávat, i když její výhody budou diskutabilní,“ řekl Seznam Zprávám docent Pavel Vorel z Ústavu výkonové elektrotechniky a elektroniky Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně.
Mohou ovšem existovat i praktické důvody. „U malých akumulátorů pro mobilní telefony je potřebný výkon nabíječky malý a neefektivita wireless nabíjení ve srovnání s kabelovým spojením nepředstavuje významné ztráty. Naopak se projeví výhoda toho, že se nemůže opotřebovat nějaký malý konektor, jak se to často děje u kontaktního principu,“ pokračoval Pavel Vorel.
Masy lidí
Z pohledu koncového uživatele se jedná o téměř zanedbatelný problém – na konci roku bude mít o pár korun větší účet za elektřinu. Bezdrátové nabíjení se ale dostává k čím dál většímu množství lidí, a tak se celý problém začíná objevovat v širších souvislostech. „Pokud zničehonic budou více než tři miliardy chytrých mobilů, které v současnosti používáme, při nabíjení o 50 procent méně efektivní, stane se z toho velký problém. Jedná se o celospolečenský, nikoli osobní problém,“ řekl webu OneZero generální ředitel iFixit Kyle Wiens.
Podle výpočtů z iFixit je k nabití 3,5 miliardy úplně vybitých mobilů potřeba 73 uhelných elektráren, které poběží celý den. Pokud bude efektivita poloviční, výsledných elektráren bude muset být dvakrát tolik. Sami analytici jsou si ovšem vědomi, že se jedná o velmi hrubý výpočet, při němž se počítalo s relativně malými 50 MW uhelnými elektrárnami.
Jak funguje wireless nabíjení
Převážná většina mobilních zařízení v současnosti používá standardizované wireless nabíjení, známé jako Qi. Pro přenos se využívá elektrická indukce. „Wireless nabíjení je založeno na principu indukčního přenosu energie. V podstatě se jedná o vysokofrekvenční vzduchový transformátor,“ vysvětluje Pavel Vorel z VUT.
Využívá se zde principu rezonance ke kompenzaci nízkého činitele vazby mezi cívkami. V nabíječce i v nabíjeném zařízení je po jedné cívce. Cívka nabíječky generuje proměnné magnetické pole a cívka nabíjeného zařízení z něj indukuje elektrický střídavý proud. V mobilu se posléze pomocí usměrňovače usměrní na proud stejnosměrný a nabije akumulátor přístroje.
„Účinnost wireless nabíjení záleží na použité napěťové hladině i na přenášeném výkonu, ale například při vstupním i výstupním napětí okolo 200 V výkonu okolo 3 kW lze snadno dosáhnout asi 91procentní. U přímého spojení kabelem je účinnost de facto 100procentní,“ dodává Vorel.
Nevybitelné elektromobily
O wireless nabíjení se začíná uvažovat i v elektromobilitě. Auta by se nabíjela přímo za jízdy a díky tomu už by nemusela nikdy zastavit. Tedy kvůli nabíjení. Zde však docent Vorel vidí větší problémy než u bezdrátového nabíjení mobilních telefonů. „U velkých akumulátorů je použití wireless principu diskutabilní, protože ztráty se již budou pohybovat ve stovkách wattů, což se neslučuje s trendem šetření energií,“ říká. „Výhoda snadné manipulace u wireless principu, jako je například příjezd s vozidlem nad vysílací cívku nabíječe, je vyvažována nevýhodou složitosti, potenciální nespolehlivosti, neefektivity a také nevýhodou elektromagnetického vyzařování do okolí,“ upřesňuje.
Masivní rozšíření bezdrátového nabíjení vozidel zatím vypadá podle vědce z VUT bledě. „Pro domácí dobíjení elektromobilů výkonem v jednotkách kilowattů je tento systém nevhodný a zbytečně složitý. Navzdory větším ztrátám se patrně občasné využití najde při větších výkonech například u vozidel městské hromadné dopravy, kde by konektor byl velmi robustní a manipulace s ním obtížná. Vyloženě o slepou uličku patrně nejde, k masovému rozšíření ale nejspíše nedojde,“ předpovídá docent Vorel.
