Guvernul indian, împreună cu sectoarele auto, încearcă din greu să-și atingă obiectivele realiste de a avea 30% vehicule electrice pe drum până în anul 2030. În ciuda subvențiilor și reglementărilor făcute de guvern, acest lucru nu pare să funcționeze până acum, deoarece drumurile nu au primit multă apreciere din partea publicului în general. Căutând motivul, totul se reduce la două lucruri, care este autonomia slabă și timpul de încărcare mai lung asociat vehiculelor electrice. Spre deosebire de vehiculele IC, plimbările cu vehiculele electrice trebuie să fie planificate deoarece nu puteți încărca vehiculul pe fugă…… Dar! Așteptați un minut. Ce se întâmplă dacă aș spune că este posibil să vă încărcați vehiculul electric chiar și în timp ce îl conduceți? Nu, nu vorbesc aici despre sistemul solar sau regenerativ.Vorbesc despre un încărcător real care poate fi îngropat sub drumuri pentru a vă încărca EV-ul fără fir în timp ce conduceți pe el. Excitat nu?
Exact la asta lucrează în prezent „Wireless Vidyuth”, un start-up din Bangalore. Compania, cofondată de Tetiana Skupova (Tania) și Nagendra R Gouthamas lucrează în prezent la încărcătoare statice fără fir și urmează să se transforme în curând în încărcătoare dinamice fără fir pentru EV. Emoționat de planul său, CircuitDigest a abordat duoul cu câteva întrebări, iar răspunsurile lor sunt următoarele.
1. Cum s-a format Wireless Vidyuth și cum a ieșit de la sol?
Tania: Fiind interesată de energia regenerabilă, căutam ceva interesant la care să lucrăm, ceva care să ne poată schimba viața în bine. Acesta a fost momentul în care l-am întâlnit pe Nagendra, inginerul nostru șef de electronică de putere la Wireless Vidyuth. De fapt, a ajuns la mine prin LinkedIn după ce a vizionat unul dintre videoclipurile proiectului Insky Energy, la care sunt și cofondator. Când am auzit cum își explică ideile, am observat cât de pasionat și dedicat este să lucreze la acest lucru și să-l facă. Dar nu avea o imagine mai largă despre cum să dezvolte ideea și să facă afaceri din ea. Așadar, am început să aflu mai multe despre proiect și Nagendra mi-a prezentat aspecte tehnice și documente. Așa a început călătoria noastră pentru Wireless Vidyuth.
Astăzi am reunit o echipă dedicată de 10 persoane la biroul nostru din Bangalore, care lucrează în prezent la al doilea model de prototip.
2. În ce etapă se află în prezent Wireless Vidyuth? A primit vreo finanțare?
Tania: Chiar acum am finalizat primul nostru model prototip și lucrăm la cel de-al doilea. De asemenea, intenționăm să îl testăm practic în câteva locuri din India despre care Nagendra va vorbi mai târziu. Cred că vom crește încrederea în tehnologia noastră atunci când vom putea demonstra eficiența acesteia cu al doilea prototip. În această etapă vom putea convinge părțile interesate că tehnologia noastră depășește concurenții noștri în ceea ce privește prețul și eficiența. Deci, suntem intenționați să implicăm părțile interesate și să invităm investitorii să finanțeze proiectul nostru după finalizarea și testarea celui de-al doilea prototip.
3. Care este ideea din spatele Wireless Vidyuth?
Nagendra:Ideea puterii fără fir a fulgerat de la marele om de știință și inventator, Nikola Tesla. El este ca tatăl tuturor tehnologiilor fără fir din lumea de astăzi. După finalizarea ingineriei, am început să caut companiile care lucrau la tehnologiile de alimentare fără fir, ceea ce este pasiunea mea din zilele de inginerie. Dar apoi am aflat că nu există nicio companie în India care să lucreze la alimentarea fără fir, așa că am început să caut potențiali parteneri care să poată duce ideea mea la nivelul următor. Așa am cunoscut-o pe Tania. Inițial, aveam planuri mai mari pentru construirea înapoi a unui turn Wardenclyffe (Turnul Tesla) și a unui sistem de alimentare fără fir de generare a energiei electrice. Împreună am ales abordarea „Think Big, Start Small”.Deci, am decis să începem cu o idee mai mică și să construim un sistem de transmisie a energiei fără fir de înaltă frecvență prin cuplare inductivă rezonantă pentru încărcarea statică a vehiculelor electrice. Acest sistem poate fi utilizat pentru încărcarea statică fără fir a vehiculelor electrice. Odată ce acest lucru este atins, vom trece, de asemenea, la implementarea încărcării dinamice.
4. Care sunt tipurile de încărcătoare wireless utilizate cu EV?
Nagendra : Există două tipuri de încărcătoare wireless pentru EV. Una este cuplarea inductivă, pe care îl vom folosi, iar cealaltă este transmisia puterii cu microunde. Sub cuplare inductivă vom avea încărcătoare statice și sisteme de încărcare dinamice. Încărcătorul static va transfera energie atunci când vehiculul este staționar, de exemplu, într-o parcare sau un garaj. Transmițătorul de pe încărcător va porni numai atunci când vehiculul este detectat și transmiterea curentului alternativ va fi preluată de bobina receptorului de pe EV. Cealaltă metodă de încărcare inductivă este încărcarea dinamică, cu ajutorul căreia vom putea încărca vehiculul chiar și atunci când acesta funcționează prin configurarea unui coridor de încărcare fără fir.
5. Cât de departe ați procedat cu încărcătoarele fără fir? Când ne putem aștepta pe piață?
Nagendra: De acum am construit deja un mic model de prototip de lucru, care este versiunea unu. Poate fi utilizat pentru o capacitate mai mică de transmisie a puterii utilizând metoda cuplării inductive rezonante de înaltă frecvență. Acum construim al doilea încărcător wireless prototip, cu o putere mai mare în gama de kilograme, care este de aproximativ 2KW. Poate funcționa la o tensiune normală de alimentare de 230V cu o eficiență cuprinsă între 90% și 95%, ceea ce înseamnă că factorul Q al bobinei emițătorului și al receptorului va fi mai mare. Va acționa doar ca un transformator, dar fără niciun nucleu în interiorul său.
Ne-am adresat companiei locale de furnizare a energiei electrice BESCOM (Bangalore Electricity Supply Company) pentru a ne sprijini cu construirea unui prototip pentru încărcarea statică. Ei și-au exprimat interesul de a instala unități de încărcare fără fir atât pentru încărcare statică, cât și dinamică, după testarea celui de-al doilea prototip. Plănuim să configurăm primele noastre încărcătoare wireless la biroul BESCOM.
6. Cum va spori tehnologia fără fir Vidyuth a ecosistemului EV în India?
Nagendra: Recent, scenariul global pentru EV s-a schimbat foarte mult și există un interes extraordinar în crearea ecosistemului EV. Multe țări dezvoltate au implementat reglementări cu scopul de a trece complet la vehiculele electrice. De asemenea, India face presiuni puternice asupra acesteia. Deci, este clar că lumea caută soluții noi cum să treacă mai repede la EV, iar încărcarea fără fir este una dintre inovațiile tehnologice pentru a aborda această problemă.
Sectorul vehiculelor electrice a crescut cu investiții de miliarde de dolari, dar producătorii actuali de vehicule electrice încă lucrează din greu pentru a găsi soluții eficiente la problemele de durere, cum ar fi autonomia și timpul de încărcare. Încărcarea fără fir ar putea fi una. Cu încărcătoarele dinamice EV-urile pot fi încărcate pe timp de rulare. De asemenea, va reduce dimensiunea bateriei EV cu două treimi, făcându-l mult mai ușor.
7. Ce este cuplajul inductiv rezonant de înaltă frecvență? Cum ajută acest lucru la transferul de energie wireless?
Nagendra:Transferul de energie electrică fără fir funcționează pe principiul „inductanței reciproce” între două bobine. Bobina emițătorului este conectată la sursa de curent alternativ, iar bobina receptorului este conectată la sarcină. În cazul nostru, sarcina va fi bateria prin încărcătorul de la bord. Când puterea este pornită la transmițător, bobina transformă electricitatea în câmp magnetic, care oscilează la o frecvență rezonantă. Apoi, bobina receptorului de la capătul receptor primește acest magnet în electricitate. Puterea poate fi transferată de la bobina emițătorului la bobina receptorului pe baza legilor faraday ale inducției electromagnetice. Curentul care intră la un capăt și iese la un alt capăt al bobinei este determinat de convenția punct. Tehnologia de bază utilizată în sistemul de transmisie a energiei fără fir este cuplarea inductivă de înaltă frecvență prin câmpuri magnetice.Un circuit de compensare a impedanței este, de asemenea, utilizat pentru a realiza transferul maxim de putere.
8. Care sunt planurile dvs. pentru tehnologia de încărcare dinamică? Unde plănuiești asta?
Nagendra: În alte șase până la șapte luni, după ce am terminat prototipul nostru de încărcător static (modelul 2), intenționăm să le instalăm în parcarea biroului corporativ BESCOM din Bangalore. Pentru a doua rundă, intenționăm să dezvoltăm încărcarea dinamică prin configurarea unui coridor de încărcare fără fir folosind tehnologia de control a segmentelor. Poate fi implementat la Vidhana Soudha din Bangalore, făcându-l un loc iconic având primul coridor de încărcare fără fir din India.
În aceste coridoare fără fir, partea transmițătoare a încărcătorului va fi îngropată în serie sub sol. Aceste plăcuțe ale emițătorului vor fi alimentate numai atunci când plăcuța de recepție se află deasupra acelui transmițător. Acest lucru îmbunătățește eficiența energetică și oferă un sentiment de siguranță, deoarece atunci când alte vehicule sau pietoni alimentați cu IC merg pe drum, aceste emițătoare vor rămâne oprite.
9. Încărcătoarele fără fir Vidyuth vor fi compatibile cu toate EV-urile? Care va fi costul mediu asociat cu acesta?
Nagendra: Fiecare EV va veni cu propria sa specificație a acumulatorului, care va fi încărcată de încărcătorul său de la bord. Pentru încărcătoarele fără fir, partea transmițătorului va rămâne aceeași pentru toate vehiculele, dar trebuie făcute unele modificări pe partea receptorului pe baza tipului de încărcător de la bordul respectivului EV. Odată ce aceste bobine de receptor sunt montate pe un EV, acesta poate folosi orice încărcător (transmițător) fără fir instalat în oraș. Tamponul nostru de transmisie și recepție poate fi adăugat ca accesoriu la vehiculele electrice existente.
10. Încărcătoarele fără fir sunt în mod normal considerate ineficiente și costisitoare, cum intenționează Wireless Vidyuth să îl abordeze?
Nagendra: Încărcătoarele fără fir funcționează cu același principiu ca cel al transformatorului. Un transformator are în mod normal o eficiență de 98 până la 99%. Dar încărcătoarele fără fir au unele pierderi de încărcare și încercăm să obținem o eficiență de încărcare de 95%. Suntem siguri că eficiența încărcătorului nostru nu va fi sub 90%.
Tania: Lucrăm pentru ca încărcarea fără fir să fie accesibilă și competitivă. Considerăm că costul nu este definitiv și va scădea în timp. După cum știm, o mulțime de tehnologii au fost mult mai costisitoare în momentul în care tocmai au fost lansate decât o avem astăzi. După adoptare și îmbunătățirea tehnologică, prețul se reduce. Un exemplu îl reprezintă costurile pentru comunicare. Un altul este panourile solare… când au fost introduse acum peste 50 de ani, părea să fie foarte scump. Dar acum prețul lor a devenit de peste 200 de ori mai puțin costisitor decât era la început. Desigur, obiectivul nostru ar fi să facem tehnologia accesibilă. Deci, odată ce am configurat lucrurile inițiale, vom lucra la reducerea prețului. Și pentru încărcătoarele dinamice intenționăm să lucrăm la diferite modele de afaceri în etapele ulterioare ale proiectului nostru,astfel încât să putem aborda această problemă a costurilor.
11. Care sunt barierele tehnologice cu care Vidyuth se confruntă în prezent? Cum intenționați să o depășiți?
Nagendra: Deoarece Wireless Vidyuth este singurul jucător din India, care lucrează la transferul de energie fără fir pentru vehiculele electrice, ne confruntăm cu unele dificultăți în a pune lucrurile în mișcare inițial. Majoritatea componentelor necesare pentru proiectul nostru, cum ar fi MOSFET-urile de comutare de mare viteză, nu erau disponibile în India și găsirea unui furnizor pentru acesta era o problemă. A trebuit să-l importăm din exterior pentru proiect.
Un alt obstacol tehnologic din încărcătorul wireless este de a face ca bobina receptorului din EV să fie aliniată cu bobina transmițătoare a încărcătorului pentru un transfer maxim de putere și în prezent lucrăm la îmbunătățirea acestuia.