Doorbraak: auto draadloos opgeladen via magneetveld met 97% efficiëntie

(Visionair) Elektrische auto’s zijn veel energiezuiniger dan normale auto’s. Ook kunnen ze met iedere in elektriciteit om te zetten energievorm bijgevuld worden, in plaats van met de milieuvervuilende en steeds schaarsere olie.

Helaas is er één grote bottleneck die de massale doorbraak van elektrische auto’s stopt: de logge en dure autobatterijen, die de auto maar weinig bereik geven. Een nieuw concept met 97% efficiëntie belooft hieraan een einde te maken.

Draadloos opladen met 97% rendement

Enter Shanhui Fan en zijn collega’s van het Center for Automotive Research van Stanford University in Californië. Hun plan: bouw een magnetische lus in de weg die resoneert met een lus in de auto. De wisselende magnetische velden dragen energie over van het laadstation naar de auto, zonder dat ze elkaar hoeven te raken. Omdat de resonantie zo nauwkeurig op elkaar is afgestemd is er ook nauwelijks vermogensverlies: in theorie slechts drie procent. In 2007 zijn onderzoekers van het MIT er al in geslaagd energie met veertig procent efficiëntie  over te dragen over een afstand van twee meter[1]. Niet echt indrukwekkend, maar klaarblijkelijk is het concept nu sterk verbeterd.

Opladen in zeven microseconden

Fan vroeg zich af of deze ontdekking van Marin Soljačić – die intertijd veel publiciteit kreeg – niet hét grote probleem van elektrische auto’s kon oplossen: het kleine bereik. Hij werkte het systeem zodanig uit dat het nu mogelijk is de auto op te laten laden met een grote dosis energie terwijl deze met volle snelheid over een snelweg rijdt. In zijn berekening draagt een verzameling resonerende spoelen en schijven tien kilowatt aan vermogen over in ongeveer zeven microseconden. Dit is snel genoeg voor de snelweg. Het systeem – waarvan nog een proefopstelling moet worden gebouwd – is in theorie veilig omdat het zo efficiënt werkt: slechts drie procent van het vermogen wordt uitgestraald als elektromagnetische straling.[2]

Opladen terwijl je rijdt

Dit systeem heeft enkele grote voordelen aldus Fan. Opladen kan veel sneller dan nu terwijl de bestuurder rijdt en accu’s van elektrische auto’s kunnen veel kleiner worden, wat de kosten sterk verlaagt. Het grootste deel van de kosten van elektrische auto’s bestaat uit de accu. Kortom: dit zou wel eens de doorbraak voor elektrische auto’s kunnen worden waar veel mensen op hopen. Zo kunnen we relatief snel van de benzineauto af en hiermee de behoefte aan aardolie met naar schatting meer dan de helft terugdringen. De sombere verhalen van onder meer Cassandra Club over olietekort behoren hiermee tot het verleden. De techniek is er nu. Nu is het een kwestie van uitontwikkelen en snel uitrollen. Met een doortastende aanpak hebben we zo binnen vijf jaar elektrisch vervoer en zal er door de massale investeringen zoveel werkgelegenheid ontstaan dat de economie sterk op zal bloeien.

Er is één maar. Tien kilowatt vermogen over zeven microseconden levert niet spectaculair veel energie, rond 70 millijoules. Een personenauto op volle snelheid verbruikt tien kilojoule – per seconde. Je zou dan het hele oppervlak van de snelweg met laadstations moeten voorzien. Laten we hopen dat Fan in zijn presentatie een fout heeft gemaakt en geen kilowatt maar wattuur per oplaadburst bedoelde.

Bronnen
1. Marin Soljačić et al., Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances, Science (2011) /gratis
2. Sanhui Fan, presentatie wireless power transfer

Bron:


www.visionair.nl