Indická vláda sa spolu s automobilovým priemyslom usilovne snaží dosiahnuť svoje realistické ciele, podľa ktorých bude do roku 2030 na cestách 30% elektrických vozidiel. Zdá sa, že napriek dotáciám a nariadeniam vlády to zatiaľ nefunguje, pretože elektromobily na indickom trhu cesty všeobecne nedostali veľké ocenenie od verejnosti. Pri hľadaní dôvodu sa všetko zredukuje na dve veci, čo je zlý dojazd a dlhší čas nabíjania spojený s elektrickými vozidlami. Na rozdiel od vozidiel IC musia byť jazdy na EV naplánované, pretože nemôžete nabíjať svoje vozidlo počas jazdy… Ale! Počkaj minútu. Čo keby som povedal, že je možné nabíjať EV aj počas jazdy? Nie, nehovorím tu o solárnom alebo regeneračnom systéme.Hovorím o skutočnej nabíjačke, ktorú je možné zakopať pod cesty a nabíjať váš elektromobil bezdrôtovo, keď na ňom jazdíte. Nadšený, že?
To je presne to, na čom v súčasnosti pracuje „Wireless Vidyuth“, start-up z Bangalore. Spoločnosť, ktorú založili Tetiana Skupova (Tania) a Nagendra R Gouthamas, v súčasnosti pracuje na statických bezdrôtových nabíjačkách a čoskoro sa chystá prejsť na dynamické bezdrôtové nabíjačky pre elektromobily. CircuitDigest, nadšený svojim plánom, oslovil duo s niekoľkými otázkami a ich odpovede sú nasledovné.
1. Ako vznikol Wireless Vidyuth a ako sa dostal zo zeme?
Tania: Ako záujem o obnoviteľnú energiu som hľadala niečo vzrušujúce, na čom by som mohla pracovať, niečo, čo by mohlo zmeniť náš život k lepšiemu. To bolo, keď som stretol Nagendru, nášho hlavného inžiniera výkonovej elektroniky v spoločnosti Wireless Vidyuth. Dostal sa ku mne cez LinkedIn po tom, čo si pozrel jedno z videí o projekte Insky Energy, ktorého som spoluzakladateľom. Keď som počul, ako vysvetľuje svoje nápady, všimol som si, aký vášnivý a oddaný je, aby na tom pracoval a dosiahol to. Nemal však širší obraz o tom, ako túto myšlienku rozvíjať a robiť z nej podnikanie. Začal som sa teda o projekte dozvedieť viac a Nagendra mi predstavil technické aspekty a dokumenty. Takto sa začala naša cesta k Wireless Vidyuth.
Dnes sme v našej kancelárii v Bangalore zhromaždili špecializovaný tím 10 ľudí, ktorí v súčasnosti pracujú na našom druhom prototype modelu.
2. V akom štádiu je momentálne Wireless Vidyuth? Dostalo nejaké financovanie?
Tania: Práve sme dokončili náš prvý prototyp modelu a pracujeme na druhom. Plánujeme to tiež otestovať prakticky na niekoľkých miestach v Indii, o ktorých bude Nagendra hovoriť neskôr. Verím, že zvýšime dôveryhodnosť našej technológie, keď budeme schopní preukázať jej účinnosť pomocou nášho druhého prototypu. V tejto fáze budeme schopní presvedčiť zainteresované strany, že naša technológia predčí našich konkurentov z hľadiska ceny a efektívnosti. Máme v úmysle zapojiť zainteresované strany a pozvať investorov, aby financovali náš projekt po dokončení a vyskúšaní druhého prototypu.
3. Aká je myšlienka bezdrôtového Vidyuthu?
Nagendra:Myšlienka bezdrôtového napájania vzbĺkla od veľkého vedca a vynálezcu Nikolu Teslu. Je ako otec všetkých bezdrôtových technológií v dnešnom svete. Po dokončení inžinierstva som začal hľadať spoločnosti, ktoré pracujú na bezdrôtových energetických technológiách, čo je moja vášeň z inžinierskych čias. Potom som však zistil, že v Indii neexistuje spoločnosť zaoberajúca sa bezdrôtovým napájaním, a tak som začal hľadať potenciálnych partnerov, ktorí by môj nápad posunuli na vyššiu úroveň. Takto som stretol Táňu. Spočiatku som mal väčšie plány na vybudovanie späť veže Wardenclyffe (Tesla Tower) a bezdrôtového energetického systému na výrobu elektriny. Spoločne sme zvolili prístup „Think Big, Start Small“.Preto sme sa rozhodli začať s menšou myšlienkou a vybudovať vysokofrekvenčný bezdrôtový systém na prenos energie rezonančnou indukčnou väzbou na statické nabíjanie elektrických vozidiel. Tento systém je možné použiť na statické bezdrôtové nabíjanie elektrických vozidiel. Len čo sa to podarí, presunieme sa tiež k implementácii dynamického nabíjania.
4. Aké sú typy bezdrôtových nabíjačiek, ktoré sa používajú s EV?
Nagendra : Existujú dva typy bezdrôtových nabíjačiek pre EV. Jedným z nich je indukčná väzba, ktoré budeme používaťa druhou je prenos mikrovlnnej energie. Pod indukčnou väzbou budeme mať statické nabíjačky a systémy dynamického nabíjania. Statická nabíjačka prenáša energiu, keď vozidlo stojí, napríklad na parkovisku alebo v garáži. Vysielač na nabíjačke sa zapne iba vtedy, keď je detekované vozidlo a cievka prijímača na EV zachytí vysielanie striedavého prúdu. Ďalším spôsobom indukčného nabíjania je dynamické nabíjanie, pomocou ktorého budeme môcť vozidlo dobiť, aj keď je na úteku, zriadením koridoru bezdrôtového nabíjania.
5. Ako ďaleko ste pokročili s vašimi bezdrôtovými nabíjačkami? Kedy to môžeme očakávať na trhu?
Nagendra: Od tejto chvíle sme už vytvorili malý funkčný prototypový model, ktorý je verziou jedna. Môže sa použiť na menšiu kapacitu prenosu energie pomocou metódy vysokofrekvenčnej rezonančnej indukčnej väzby. Teraz staviame našu druhú prototypovú bezdrôtovú nabíjačku s vyšším výkonom v rozmedzí Kilo Wattov, ktoré sa pohybujú okolo 2 kW. Môže pracovať na bežnom napájacom napätí pre domácnosť 230 V s účinnosťou 90% až 95%, čo znamená, že Q-faktor vysielačovej aj prijímacej cievky bude vyšší. Bude to fungovať iba ako transformátor, ale bez jadra v ňom.
Oslovili sme miestnu spoločnosť na dodávku elektriny BESCOM (Bangalore Electricity Supply Company), ktorá nás podporila pri vytváraní prototypu statického nabíjania. Po testovaní nášho druhého prototypu prejavili záujem o inštaláciu bezdrôtových nabíjacích jednotiek pre statické aj dynamické nabíjanie. Máme v pláne umiestniť naše prvé bezdrôtové nabíjačky v kancelárii BESCOM.
6. Ako podporí Vidyuthova bezdrôtová technológia ekosystém EV v Indii?
Nagendra: Nedávno sa globálny scenár pre EV veľmi zmenil a existuje obrovský záujem o vytvorenie ekosystému EV. Mnoho rozvinutých krajín zaviedlo nariadenie zamerané na úplný prechod na elektrické vozidlá. Tvrdo na to tlačí aj India. Je teda zrejmé, že svet hľadá nové riešenia, ako prejsť na EV rýchlejšie, a bezdrôtové nabíjanie je jednou z technologických noviniek, ktoré majú tento problém vyriešiť.
Sektor elektromobilov prudko vzrástol o miliardy dolárov, ale súčasní výrobcovia elektromobilov stále tvrdo pracujú na hľadaní efektívnych riešení problémov s bolesťou, ako je dojazd a doba nabíjania. Môže to byť bezdrôtové nabíjanie. Vďaka dynamickým nabíjačkám sa môžu EV nabíjať aj za behu. Taktiež zníži veľkosť batérie EV o dve tretiny, čím sa stane oveľa ľahším.
7. Čo je vysokofrekvenčná rezonančná indukčná väzba? Ako to pomáha pri bezdrôtovom prenose energie?
Nagendra:Bezdrôtový prenos elektriny funguje na princípe „vzájomnej indukčnosti“ medzi dvoma cievkami. Cievka vysielača je pripojená k zdroju striedavého prúdu a cievka prijímača je pripojená k záťaži. Zaťažením bude v našom prípade batéria cez palubnú nabíjačku. Po zapnutí napájania vysielača cievka prevádza elektrinu na magnetické pole, ktoré osciluje rezonančnou frekvenciou. Potom prijímacia cievka na prijímacom konci prevádza tento magnet na elektrinu. Sila sa môže prenášať z cievky vysielača na cievku prijímača na základe Faradayových zákonov elektromagnetickej indukcie. Prúd vstupujúci na jednom konci a opúšťajúci na druhom konci cievky je určený bodkovou konvenciou. Základnou technológiou použitou v bezdrôtovom systéme na prenos energie je vysokofrekvenčné indukčné spojenie cez magnetické pole.Na dosiahnutie maximálneho prenosu výkonu sa používa aj obvod na kompenzáciu impedancie.
8. Aké sú vaše plány pre technológiu dynamického nabíjania? Kam to plánujete?
Nagendra: O ďalších šesť až sedem mesiacov, po dokončení prototypu statickej nabíjačky (model 2), ich plánujeme nainštalovať na parkovisko podnikovej kancelárie BESCOM v Bangalore. Pre druhý beh plánujeme rozvíjať dynamické nabíjanie zriadením koridoru bezdrôtového nabíjania pomocou technológie riadenia segmentov. Môže byť implementovaný vo Vidhana Soudha v Bangalore, čo z neho robí ikonické miesto tým, že má prvý koridor bezdrôtového nabíjania v Indii.
V týchto bezdrôtových chodbách bude strana vysielača nabíjačky zakopaná sériovo pod zemou. Tieto vysielacie podložky sa uvedú do činnosti iba vtedy, keď sa prijímacia vložka dostane nad konkrétny vysielač. To zlepšuje energetickú účinnosť a dáva pocit bezpečia, pretože keď po ceste idú iné vozidlá alebo chodci s IC, tieto vysielače zostanú vypnuté.
9. Budú bezdrôtové nabíjačky Vidyuth kompatibilné so všetkými EV? Aká bude priemerná cena s tým spojená?
Nagendra: Každý EV má svoju vlastnú špecifikáciu akumulátora, ktorý bude nabíjaný pomocou jeho integrovanej nabíjačky. Pre bezdrôtové nabíjačky zostane vysielacia časť rovnaká pre všetky vozidlá, je však potrebné vykonať určité úpravy na strane prijímača na základe typu palubnej nabíjačky v konkrétnom EV. Len čo sú tieto prijímacie cievky namontované na EV, môže využívať ktorúkoľvek bezdrôtovú nabíjačku (vysielač) nainštalovanú v meste. Našu vysielaciu a prijímaciu podložku je možné pridať ako doplnok k existujúcim EV.
10. Bezdrôtové nabíjačky sa zvyčajne považujú za neefektívne a drahé, ako to plánuje spoločnosť Wireless Vidyuth vyriešiť?
Nagendra: Bezdrôtové nabíjačky pracujú na rovnakom princípe ako transformátory. Transformátor má zvyčajne účinnosť 98 až 99%. Bezdrôtové nabíjačky však majú určité straty z nabíjania a my sa snažíme dosiahnuť účinnosť nabíjania 95%. Sme si istí, že účinnosť našej nabíjačky nebude nižšia ako 90%.
Tania: Pracujeme na tom, aby bolo bezdrôtové nabíjanie cenovo dostupné a konkurencieschopné. Domnievame sa, že náklady nie sú konečné a časom sa budú znižovať. Ako vieme, veľa technológií bolo v čase, keď boli uvedené na trh, oveľa nákladnejšie, ako ich máme dnes. Po prijatí a technologickom zlepšení sa cena zníži. Jedným z príkladov sú náklady na komunikáciu. Ďalším z nich sú solárne panely… keď sa predstavili pred 50 rokmi, zdalo sa to byť veľmi drahé. Teraz sa však ich cena stala viac ako 200-krát lacnejšou ako na začiatku. Naším cieľom by samozrejme bolo, aby bola technológia dostupná. Takže akonáhle nastavíme počiatočné veci, budeme pracovať na tom, aby sme ich zlacnili. A pre dynamické nabíjačky plánujeme pracovať na rôznych obchodných modeloch v neskorších fázach nášho projektu,aby sme mohli vyriešiť tento problém nákladov.
11. Aké sú technologické bariéry, ktorým Vidyuth v súčasnosti čelí? Ako to plánujete prekonať?
Nagendra: Pretože Wireless Vidyuth je jediný hráč v Indii, ktorý pracuje na bezdrôtovom prenose energie pre elektrické vozidlá, čelíme spočiatku problémom pri uvádzaní vecí do pohybu. Väčšina komponentov potrebných pre náš projekt, napríklad vysokorýchlostné spínacie tranzistory MOSFET, nebola v Indii k dispozícii a hľadanie dodávateľa bolo problémom. Museli sme to dovnútra importovať zvonka.
Ďalšou technologickou prekážkou v bezdrôtovej nabíjačke je dosiahnuť, aby sa cievka prijímača v EV zosúladila s cievkou vysielača nabíjačky pre maximálny prenos energie a v súčasnosti pracujeme na jej vylepšení.