Elektrikli Araçlar Hareket Halindeyken Şarj Edilebilecek

0
683


Yakında elektrikli araçlar otobanda seyir halindeyken şarj edilebilecek. Yola döşenen plakalar aracılığıyla kablosuz elektriği doğrudan yoldaki plakalardan alarak, aracımızı şarj etmek için durmak zorunda kalmayacağız ve yüzlerce kilometre boyunca yol alabileceğiz. Bu fikir bilim kurgu gibi gelebilir fakat Colorado Boulder Üniversitesi mühendisleri bu fikri gerçeğe dönüştürmek için çalışıyorlar.

CU Boulder Elektrik, Bilgisayar ve Enerji Mühendisliği Bölümü’nden yardımcı doçent Khurram Afridi, “Elektrikli araçların hareket halindeyken şarj edilmesini sağlamak istiyoruz” dedi.

Son iki yıldır Afridi ve meslektaşları, elektrik enerjisini çok yüksek frekanslarda elektrik alanlarına aktaran kablosuz güç aktarımı için bir konsept geliştirdiler. Düşük maliyetli şarj plakalarından hareket halindeki platformlara daha uzun mesafeler boyunca büyük miktarlarda enerji gönderebilme, teknolojinin, cep telefonu gibi küçük elektronik cihazların ötesine geçmesini ve otomobiller gibi daha büyük mekanik yapıları şarj etmeye başlamasını sağlayabilir.

Halihazırda çoğu elektrikli araç, markasına ve modeline bağlı olarak tek seferlik bir şarjla 100 ila 250 mil arasında seyahat edebiliyor. Ancak, şarj istasyonları çoğu ülkede hala yetersiz sayıda ve aralarındaki mesafe çok uzak. Bu yüzden sürücülerin seyahatlerinde stratejik olmaları gerekiyor. Afridi, bu problemin söz konusu teknoloji ile ortadan kalkabileceğini ifade etti.

“Otoyollarda bir şerit şarja ayırılabilir.” diyen Afridi, bir araçın şarja ihtiyacı olduğunda bu şeritte kolayca yol alabileceğini ve böylece daha küçük bir pil taşıyabileceğini, böylece toplam maliyetin azalabileceğini belirtti.

Bugün bazı küçük elektronik aygıtlar, prize takılabilen özel tasarlanmış bir ped üzerinden şarj olabilen kablosuz güç aktarımlarına sahiptir. Hareket halindeki bir otomobil için aynı güç aktarımının yapılması çok daha zordur. Bu durum, karayolundan araca daha uzun bir mesafe boyunca daha fazla elektrik aktarımı gerektirir. Otoyolda seyahat eden bir araba, herhangi bir şarj etme pedi üzerinde bir kaç saliseden daha fazla bir süre kalamaz. Bu nedenle pedlerin sürekli bir şarj sağlamak için birkaç metre arayla yerleştirilmesi gerekir. Afridi, hareket halinde bir aracı şarj edebilme problemini çözmek için  bu yöntem hakkında farklı birşeyler düşündü.

Akıllı bir telefonun şarj edilmesi sadece beş watt güç gerektirir. Bir dizüstü bilgisayar ise 100 watt’a ihtiyaç duyabilir. Ancak hareket halindeki bir elektrikli araç onlarca kilowatt güç gerektirir.

Şarj Eden Otobanlar

Bugüne kadar yapılan pek çok kablosuz güç teknolojisi araştırması, enerjiyi manyetik alanlardan aktarmaya odaklıdır. Yüksek oranda enerji aktarımı için uygun güç seviyelerindeki manyetik alanlar, eşdeğer elektrik alanlarından daha kolay üretilir. Bununla birlikte, hassas ve kırılabilir ferritlerin kullanılmasını gerektiren döngüsel yapıdaki manyetik alanlar, enerjinin kullanılabilmesi için döngüsel bir sırada yerleştirilir. Bu da pahalı bir sistem kurulması anlamına gelir. Bunun aksine, elektrik alanları nispeten düz hatlarda yer alır. Afridi, yenilikçi yaklaşımını hayata geçirebilmek için elektrik alanlarının yapısından daha çok yararlanmak ve sistemin maliyetini önemli ölçüde azaltmak istedi.

Kablosuz güç aktarımı için elektrik alanlarının kullanım zorluğu, karayolu ile elektrikli araç arasındaki büyük hava boşluğundan dolayı, enerjinin aktarılması gerekenden çok küçük bir direnç ile sonuçlanmasıdır.

Afridi, “Herkes bu kadar çok enerjiyi bu kadar küçük bir dirençle aktarmanın mümkün olmadığını söyledi. Biz de elektrik alanlarının sıklığını arttırmayı düşündük.” dedi.

Afridi ve öğrencileri kendi laboratuvlarında 12 santimetrelik boşluklarla ayrılmış birbirine paralel metal plakalar kurdular. Alttak iki plaka yoldaki verici plakaları temsil ederken, üstteki iki plaka da araç içindeki alıcı plakaları temsil etmekteydi. Afridi şalteri açtığında, alt plakalardan enerji iletildi ve anında üstteki plakalarda bulunan ampuller yandı. Kablosuz güç aktarımı gerekliydi. Cihaz, megahertz-ölçekli frekanslarda elektriği iletebileceği noktaya kadar sürekli olarak geliştirildi.

Afridi, “1000-watt bariyeri 12 santimetrelik aralığa enerji göndererek kırdığımızda çok heyecanlandık” dedi. Afridi, prototipi geliştirmeye ve gerçek uygulamalar için ölçeklendirmeye devam etmeyi planlıyor. 

Yakın dönemde Afridi, teknolojinin depo kullanımlarına da adapte edilmesini öngörüyor. Örneğin, otomatik depo robotları ve forkliftleri, kablosuz güç aktarımı için uygun alanlar arasında hareket edebilir ve asla fişe takılarak şarj edilmeye ihtiyaç duymaz. Bu da makinaların arıza süresini ortadan kaldırır ve verimliliği artırır. Bu teknoloji aynı zamanda Los Angeles’tan San Francisco’ya 30 dakikada yolcu götürebilecek bir sistem olan Hyperloop gibi yeni nesil taşımacılık projelerinde kullanılmak üzere uyarlanabilir.

 Elektrikli otoyolun gelişi, hala çok uzak bir gelecekte ve kaçınılmaz olarak hem teknolojik hem de toplumsal açıdan birçok engelle karşılaşacak. Afridi, “Bir bilim insanı olarak, insanların size yapılmasının imkansız olduğunu söyledikleri şeylere meydan okuma isteği duyarsınız” diyor.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here