¿Hay una forma de recargar los coches eléctricos mientras corren a toda velocidad?
Ingenieros de Stanford han dado un gran paso adelante para lograr que sea práctico que los coches eléctricos puedan recargar sus baterías mientras circulan por las autopistas.
Aunque ya existen plataformas de carga inalámbricas para teléfonos inteligentes, sólo funcionan si el teléfono está inmóvil. Para los coches eléctricos, eso sería tan inconveniente como la práctica actual de enchufarlos durante una o dos horas en las estaciones de carga.
Hace tres años, el ingeniero de Stanford Shanhui Fan y Sid Assawaworrarit, estudiante de postgrado en su laboratorio, construyeron el primer sistema que podía recargar inalámbricamente objetos en movimiento. Sin embargo, la tecnología era demasiado ineficiente para ser útil fuera del laboratorio.
Ahora, en la revista Nature Electronics, los dos ingenieros demuestran una tecnología que un día podría ser ampliada para poder alimentar a un coche eléctrico que se mueve por la carretera. A corto plazo, el sistema podría pronto hacer posible la recarga inalámbrica de robots, mientras estos se mueven por los almacenes y las fábricas, eliminando el tiempo de inactividad y permitiéndoles trabajar casi las 24 horas del día.
«Este es un paso significativo hacia un sistema práctico y eficiente para la recarga inalámbrica de coche eléctricos y robots, incluso cuando se mueven a altas velocidades», dijo Fan. «Tendríamos que aumentar la potencia para recargar un automóvil en movimiento, pero no creo que eso sea un obstáculo serio. Para recargar los robots, ya estamos dentro del rango de utilidad práctica».
Los cargadores inalámbricos transmiten electricidad creando un campo magnético que oscila a una frecuencia que crea una vibración resonante en las bobinas magnéticas del dispositivo receptor. El problema es que la frecuencia de resonancia cambia si la distancia entre la fuente y el receptor varía, aunque sea en una pequeña cantidad.
En su primer avance hace tres años, los investigadores desarrollaron un cargador inalámbrico que podía transmitir electricidad incluso si la distancia al receptor cambiaba. Lo hicieron incorporando un amplificador y una resistencia de retroalimentación que permitía al sistema ajustar automáticamente su frecuencia operativa a medida que variaba la distancia entre el cargador y el objeto en movimiento.
Pero ese sistema inicial no era lo suficientemente eficiente para ser práctico. El amplificador utiliza tanta electricidad internamente para producir el efecto de amplificación requerido que el sistema solo transmitía el 10% de la energía que fluía a través de él.
En su nuevo trabajo, los investigadores muestran cómo aumentar la eficiencia de la transmisión inalámbrica del sistema al 92%. La clave, explicó Assawaworrarit, fue sustituir el amplificador original por un amplificador mucho más eficiente de «modo interruptor». Estos amplificadores no son nuevos, pero son muy precisos y solo producirán una amplificación de alta eficiencia en condiciones muy precisas. Llevó años de trabajo teórico adicional para diseñar una configuración de circuito que funcionara.
El nuevo prototipo de laboratorio puede transmitir inalámbricamente 10 vatios de electricidad a una distancia de dos o tres pies (casi un metro). Fan dice que no hay obstáculos fundamentales para ampliar un sistema para transmitir las decenas o cientos de kilovatios que un coche eléctrico necesitaría. Dice que el sistema es más que suficiente para reabastecer a un automóvil eléctrico que vaya a toda velocidad. La transmisión inalámbrica toma solo unos pocos milisegundos, una diminuta fracción del tiempo que le tomaría a un auto que se mueve a más de 100 km por hora cruzar una zona de carga de algo más de 1 metro de ancho. El único factor limitante, dijo Fan, será la rapidez con la que las baterías del coche eléctrico puedan absorber toda la energía.
Los cargadores inalámbricos no deberían suponer un riesgo para la salud, dijo Assawaworrarit, porque incluso los que son lo suficientemente potentes como para utilizarse en coches eléctricos producirían campos magnéticos que están bien dentro de las directrices de seguridad establecidas. De hecho, los campos magnéticos pueden transmitir electricidad a través de las personas sin que estas sientan nada.
Aunque podrían pasar muchos años antes de que los cargadores inalámbricos sean incrustados en las carreteras, los robots e incluso los aviones teledirigidos podrían beneficiarse de forma más inmediata. Es mucho menos costoso incrustar cargadores en el suelo o en los tejados que en largos tramos de autopista. Imaginemos un avión teledirigido, dice Fan, que podría volar todo el día bajando de vez en cuando y flotando alrededor de un tejado para realizar cargas rápidas.
¿Quién sabe? Tal vez los drones podrían llegar a ser realmente prácticos para entregar pizzas a domicilio. (Fuente: NCYT Amazings)
