วันเสาร์, กันยายน 25, 2021
หน้าแรกCOLUMNISTSการส่งผ่านพลังงานไร้สาย อนาคตระบบสาธารณูปโภค
- Advertisment -spot_imgspot_img

การส่งผ่านพลังงานไร้สาย อนาคตระบบสาธารณูปโภค

Wireless Power Transfer

“……ในระบบส่งกำลังแบบไร้สาย อุปกรณ์ส่งสัญญาณ ขับเคลื่อนโดยพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานใด ๆ จะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แปรผันตามเวลา และส่งข้อมูลสารสนเทศ รวมทั้งพลังงานไปพร้อมด้วย ข้ามห้วงอากาศ อวกาศ ไปยังอุปกรณ์ดักรับ….”

การเคลื่อนย้ายถ่ายโอนกำลังไฟฟ้าแบบไร้สาย Wireless Power Transfer : WPT หรือการส่งพลังงานแบบไร้สาย Wireless Energy Transmission : WET รวมถึงการส่งผ่านพลังแม่เหล็กไฟฟ้า Electromagnetic Power Transfer หมายถึง การส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าโดยไม่ต้องใช้สายใด ๆ แต่เป็นการเชื่อมต่อผ่าน Physical Link .. ในระบบส่งกำลังแบบไร้สาย อุปกรณ์ส่งสัญญาณ ขับเคลื่อนโดยพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานใด ๆ จะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แปรผันตามเวลา และส่งข้อมูลสารสนเทศ รวมทั้งพลังงานไปพร้อมด้วย ข้ามห้วงอากาศ อวกาศ ไปยังอุปกรณ์ดักรับ ซึ่งมันจะดึงข้อมูล และพลังงานออกจากสนามแม่เหล็ก หรือคลื่นวิทยุ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ลำแสง และจ่ายกำลังไฟฟ้าให้กับโหลดที่ต้องการได้ .. เทคโนโลยีการส่งผ่านพลังงานแบบไร้สาย สามารถจำกัดการใช้สายไฟฟ้า และแบตเตอรี่ จึงช่วยเพิ่มความคล่องตัว ความสะดวก และความปลอดภัยของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้กับผู้ใช้ทุกคน .. การถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย มีประโยชน์ในการจ่ายกำลังไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่การลากสายไฟฟ้าเชื่อมต่อระหว่างกันนั้น ไม่สะดวก เป็นอันตราย หรือไม่สามารถกระทำได้ ..

Wireless Charger & Wireless Electric Vehicle Charging System | Photo Credit: Circuit Digest

เทคนิคการเคลื่อนย้ายพลังงานไร้สายส่วนใหญ่ แบ่งออกเป็นสองประเภท คือ ระยะใกล้ และไกล .. ในเทคนิคระยะใกล้ หรือเทคนิคที่ไม่ใช้คลื่นวิทยุแผ่รังสี Non – Radiative Techniques กำลังไฟฟ้าจะถูกถ่ายโอนในระยะทางสั้น ๆ ด้วยสนามแม่เหล็ก Magnetic Field โดยใช้ความสัมพันธ์แบบเหนี่ยวนำระหว่างขดลวด หรือโดยสนามไฟฟ้าด้วยรูปแบบ คาปาซิทีฟระหว่างอิเล็กโทรดโลหะ Capacitive Coupling between Metal Electrodes ..

ทั้งนี้ เทคนิคการคู่ควบแบบเหนี่ยวนําสนามแม่เหล็ก Inductive Coupling เป็นเทคโนโลยีไร้สายที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด และการใช้งานที่หลากหลายเหล่านี้ รวมถึงการชาร์จอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพา เช่น โทรศัพท์, แปรงสีฟันไฟฟ้า, Radio – Frequency Identification : RFID Tags or Transponders, ชุดเครื่องประกอบอาหารไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำ รวมทั้ง การชาร์จกำลังไฟฟ้าไร้สาย หรือการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายอย่างต่อเนื่องในอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ฝังไว้ในร่างกาย เช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจเทียม หรือยานพาหนะไฟฟ้า และอื่น ๆ อีกมากมาย เป็นต้น ..

การส่งผ่านพลังงานไร้สายด้วยเทคนิคระยะไกล หรือการแผ่คลื่นวิทยุ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หรือที่เรียกว่า Far – Field or Radiative Techniques นั้น กำลังไฟฟ้า จะถูกถ่ายโอนโดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง เช่น ไมโครเวฟ Microwave หรือลำแสงเลเซอร์ Laser Beam .. เทคนิคเหล่านี้ สามารถขนส่งพลังงานได้ไกลกว่า แต่ต้องมุ่งเป้าหมายไปที่เครื่องดักรับที่เตรียมไว้โดยเฉพาะ .. การประยุกต์ใช้งาน และแอพพลิเคชั่นที่เสนอ สำหรับการรับส่งผ่านพลังงานระยะไกลด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงประเภทนี้ ได้แก่ ดาวเทียมพลังงานแสงอาทิตย์ อากาศยาน โดรน และอาจเป็นได้สำหรับการจัดวางเครือข่ายเสริม หรือเป็นหลักบนเครือข่ายระบบส่งกำลังไฟฟ้า Electrical Grid ในอนาคตอันใกล้นี้ ..

ปัญหาสำคัญที่เกี่ยวข้องกับระบบส่งผ่านกำลังไฟฟ้าไร้สายทั้งหมด คือ การจำกัดไม่ให้ผู้คน และสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ สัมผัสกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่อาจเป็นอันตราย ..

การส่งผ่านพลังงานแบบไร้สายโดยทั่วไป มาจากเทคโนโลยีที่แตกต่างกันจำนวนหนึ่ง ..

นักวิทยาศาสตร์ พยายามที่จะพัฒนาวิธีการส่งพลังงานแบบไร้สาย Wireless Power Transmission ที่สามารถตัดความยุ่งเหยิง หรือนําไปสู่การใช้แหล่งพลังงานสะอาด ขณะที่ความคิดนี้ดูจะเป็นเรื่องของอนาคต หากแต่ด้วยข้อเท็จจริงแล้ว มันไม่ใช่สิ่งใหม่อะไร เพราะเมื่อปลายทศวรรษ 1800 ต่อต้นทศวรรษ 1900 นักประดิษฐ์ชื่อ Nicola Tesla ได้เคยนําเสนอทฤษฎีของการส่งพลังงานแบบไร้สายไว้ก่อนแล้ว .. การแสดงสาธิตหนึ่งที่น่าตื่นเต้นอย่างมากของเขาเกี่ยวข้องกับการส่งผ่านพลังงานจากระยะไกลโดยไม่ต้องใช้สายไฟฟ้า ซึ่งให้แสงสว่างกับหลอดไฟที่ห่างออกไปได้อย่างน่าอัศจรรย์ ณ สถานีการทดลองของเขาที่ Colorado Springs ..

การถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายเป็นคำศัพท์ทั่วไปสำหรับเทคโนโลยีต่าง ๆ ในการส่งพลังงานโดยใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้า และเทคโนโลยีไร้สาย Wireless Technology .. แต่ละรูปแบบจะแตกต่างกันตามระยะทางที่สามารถถ่ายโอนพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไม่ว่าเครื่องส่งจะต้องมุ่งโดยตรงไปที่เครื่องรับหรือไม่ และแตกต่างกันตามประเภทของคลื่นพา หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้ เวลาแปรผันของสนามไฟฟ้า แม่เหล็ก คลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ คลื่นอินฟราเรด หรือคลื่นแสง เช่น Laser ..

โดยทั่วไป ระบบกำลังไฟฟ้าแบบไร้สาย Wireless Electricity ประกอบด้วยอุปกรณ์ “ส่งสัญญาณ” ที่เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน เช่น ระบบสายส่งไฟฟ้าหลัก ซึ่งแปลงพลังงานเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา และอุปกรณ์ “เครื่องรับ” หนึ่งเครื่องขึ้นไปที่รับพลังงาน และแปลงกลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรง หรือไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งใช้โดยโหลดไฟฟ้า .. ทั้งนี้ ที่เครื่องส่ง กำลังไฟฟ้าเข้านั้น จะถูกแปลงเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแบบสั่นโดยอุปกรณ์ “เสาอากาศ” บางประเภท คำว่า “เสาอากาศ” เป็นการใช้ภาษาอย่างหลวม ๆ ซึ่งในความเป็นจริงแล้ว มันอาจเป็นขดลวดที่สร้างสนามแม่เหล็ก แผ่นโลหะที่สร้างสนามไฟฟ้า เสาอากาศที่แผ่คลื่นวิทยุ หรืออุปกรณ์เลเซอร์ Laser Devices ที่สร้างลำแสง .. เสาอากาศ หรืออุปกรณ์เชื่อมต่อที่คล้ายกันที่เครื่องรับ จะแปลงสนามไฟฟ้าและการสั่นกลับไปเป็นกระแสไฟฟ้า พารามิเตอร์สำคัญที่กำหนดประเภทของคลื่น คือ  ความถี่ซึ่งกำหนดความยาวคลื่นนั่นเอง ..

Home Wireless Power / WiTricity | Credit: Slate / WiTricity Corporation

ในทางเทคนิคนั้น พลังงานไร้สายจะใช้สนามไฟฟ้า และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารูปแบบเดียวกันกับอุปกรณ์สื่อสารไร้สายที่ใช้กันอยู่ทั่วไป เช่น วิทยุ โทรทัศน์ โทรศัพท์มือถือ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่คุ้นเคยอีกอย่างหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับพลังงานไฟฟ้าที่ส่งผ่านโดยไม่มีสายไฟ หรือโดยสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งประยุกต์ใช้ในโทรศัพท์มือถือ วิทยุ โทรทัศน์ และ WiFi .. ในการสื่อสารไร้สายทางวิทยุนั้น เป้าหมาย คือ การส่งข้อมูล .. ดังนั้น ปริมาณพลังงานที่ไปถึงเครื่องรับจึงไม่สำคัญ ตราบใดที่มันเพียงพอที่นำพาข้อมูลไปถึงเครื่องรับได้ครบถ้วนอย่างชาญฉลาด ..

ในเทคโนโลยีการสื่อสารแบบไร้สาย พลังงานเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่ไปถึงเครื่องรับ ในทางตรงกันข้าม หากเป็นการถ่ายโอน หรือส่งผ่านพลังงานแบบไร้สายนั้น ปริมาณพลังงานที่ได้รับเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง .. ดังนั้นประสิทธิภาพ หรือสัดส่วนของพลังงานส่งผ่านที่จะได้รับ จึงเป็นพารามิเตอร์ Parameter หลักที่สำคัญที่สุด ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยีพลังงานไร้สายจึงมีแนวโน้มที่จะถูกจำกัดด้วยระยะทางมากกว่าเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายอย่างมาก ..

การถ่ายโอนส่งผ่านพลังงานแบบไร้สาย อาจใช้เพื่อเพิ่มพลังให้กับเครื่องส่ง หรือเครื่องรับข้อมูลแบบไร้สาย การสื่อสารประเภทนี้ เรียกว่า การสื่อสารด้วยพลังงานแบบไร้สาย Wireless Powered Communication : WPC .. ทั้งนี้ เมื่อระบบใช้พลังงานที่รวบรวมไว้ เพื่อจ่ายพลังงานให้กับเครื่องส่งข้อมูลแบบไร้สาย เครือข่ายลักษณะนี้จะเรียกว่า Simultaneous Wireless Information and Power Transfer : SWIPT ในขณะเมื่อระบบถูกใช้เพื่อจ่ายกำลังของเครื่องรับข้อมูลแบบไร้สาย ก็จะเป็นที่ทราบว่า มันก็คือ รูปแบบการทำงานในเครือข่ายการสื่อสารไร้สาย Wireless Powered Communication Networks : WPCN รูปแบบหนึ่งนั่นเอง ..

แม้ว่าส่วนใหญ่ของการส่งพลังงานไร้สาย จะใช้เทคโนโลยีรูปแบบการเหนี่ยวนำของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า  Electromagnetic Induction ที่ความถี่ Frequency 5 GHz จะได้พลังงานประมาณเท่ากับ 1 Watt Power .. อย่างไรก็ตาม ในรายละเอียดนั้น รูปแบบเทคโนโลยีพลังงานไร้สายที่แตกต่างกัน สามารถแบ่งออกได้ 5 ประเภทที่มีการประยุกต์ใช้งานในเชิงพาณิชย์ปัจจุบัน ได้แก่ ..

การจับคู่เหนี่ยวนําสนามแม่เหล็ก Inductive Coupling .. ระยะทางส่งผ่านพลังงานได้สั้น ด้วยการใช้คลื่นวิทยุ หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่ต่ำในช่วง Hz – MHz ร่วมกับอุปกรณ์รับสัญญาณรูปแบบ Wire Coils .. ปัจจุบันประยุกต์ใช้กับแปรงสีฟันไฟฟ้า และการชาร์จแบตเตอรี่เครื่องโกนหนวด เตาแม่เหล็กไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำ และเครื่องทำความร้อนในโรงงานอุตสาหกรรม เป็นต้น ..

การจับคู่สั่นพ้องเรโซแนนซ์ Resonant Inductive Coupling .. ระยะทางส่งผ่านพลังงานได้ปานกลาง ด้วยการใช้คลื่นวิทยุ หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่ต่ำถึงปานกลาง Mid – Low ในช่วง KHz – GHz ร่วมกับอุปกรณ์รับสัญญาณรูปแบบ Tuned Wire Coils, Lumped Element Resonators ปัจจุบันประยุกต์ใช้กับการชาร์จอุปกรณ์พกพา เช่น โทรศัพท์มือถือ, การปลูกถ่ายทางชีวการแพทย์, ยานยนต์ไฟฟ้า, รถโดยสารไฟฟ้า, รถไฟ, Magnetic Levitation MAGLEV Train, Radio – Frequency Identification : RFID, สมาร์ทการ์ด เป็นต้น ..

การจับคู่คาปาซิทีฟ Capacitive Coupling .. ระยะทางส่งผ่านพลังงานได้สั้น ด้วยการใช้คลื่นวิทยุ หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่ต่ำในช่วง KHz – MHz ร่วมกับอุปกรณ์รับสัญญาณอิเล็กโทรดแผ่นโลหะ ปัจจุบันประยุกต์ใช้กับการชาร์จอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพา การกำหนดเส้นทางพลังงานในวงจรรวมขนาดใหญ่ สมาร์ทการ์ด การปลูกถ่ายชีวการแพทย์ ..

การจับคู่แม่เหล็ก Magnetodynamic Coupling ระยะทางส่งผ่านพลังงานได้สั้น ด้วยการใช้คลื่นวิทยุ หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่ต่ำมากในช่วง Hz ร่วมกับอุปกรณ์รับสัญญาณแบบแม่เหล็กแบบหมุน Rotating Magnets ปัจจุบันประยุกต์ใช้กับการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า การปลูกถ่ายชีวการแพทย์ ..

ไมโครเวฟ Microwaves .. ระยะทางส่งผ่านพลังงานได้ไกล ด้วยการใช้คลื่นวิทยุ หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง GHz ร่วมกับอุปกรณ์รับสัญญาณแบบ Phased array, Parabolic Dishes, Rectennas ปัจจุบันประยุกต์ใช้กับดาวเทียมพลังงานแสงอาทิตย์, อากาศยานไร้คนขับ, โดรน, ชาร์จอุปกรณ์ไร้สายรูปแบบต่าง ๆ รวมทั้ง เครือข่ายระบบส่งกำลังไฟฟ้าสำหรับระบบสาธารณูปโภค และบริการสาธารณะในอนาคตอันใกล้ ..

คลื่นแสง  Light Waves .. ระยะทางส่งผ่านพลังงานได้ไกล ด้วยการใช้คลื่นวิทยุ หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง ≥ THz ร่วมกับอุปกรณ์รับสัญญาณแบบเลเซอร์ Lasers, โฟโตเซลล์ Photocells, เลนส์ Lenses ปัจจุบันประยุกต์ใช้ชาร์จกำลังไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าพกพา, การจ่ายพลังงานให้กับอากาศยานไร้คนขับ, โดรน และการประยุกต์ใช้ส่งผ่านพลังงานในอวกาศ เป็นต้น ..

การส่งผ่านพลังงานด้วยเทคนิคระยะไกล หรือการใช้เทคนิคแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า Far – Field or Radiative Techniques ..

โดยทั่วไป แสงที่มองเห็นได้ หรือจากลำแสงเลเซอร์ และไมโครเวฟ จากเสาอากาศที่ออกแบบตามวัตถุประสงค์ เป็นรูปแบบของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เหมาะที่สุดสำหรับการถ่ายเทพลังงานไร้สายระยะไกล

ขนาดของส่วนประกอบอุปกรณ์ในระบบรับส่งพลังงาน อาจกำหนดโดยระยะทางจากตัวส่งไปยังเครื่องรับ ความยาวคลื่น และเกณฑ์ หรือขีดจำกัดการเลี้ยวเบนของ Rayleigh ซึ่งใช้ในการออกแบบเสาอากาศความถี่วิทยุมาตรฐาน หรือที่ใช้กับลำแสงเลเซอร์ด้วย .. ขีดจำกัดการเลี้ยวเบนของ Airy Wave ยังมักใช้เพื่อกำหนดขนาดจุดโดยประมาณที่ระยะห่างจากรู ช่อง หรือพื้นที่รับแสง .. รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จะเกิดการเลี้ยวเบนน้อยลง ที่ย่านความยาวคลื่นสั้นกว่า และความถี่สูงขึ้น ตัวอย่างเช่น ลำเลเซอร์แสงสีน้ำเงินจะกระจายตัวน้อยกว่าแสงสีแดง ..

ทั้งนี้ การประยุกต์ใช้คลื่นไมโครเวฟ จะมีประสิทธิภาพมากกว่าลำแสงเลเซอร์ ซึ่งมีแนวโน้มลดทอน และถูกดูดกลืนกรณีส่งผ่านบรรยากาศของโลกที่มีฝุ่นละออง หรือละอองลอย เช่น หมอก ควัน เป็นต้น ซึ่งอาจแตกต่างออกไป หรือให้ผลตรงข้าม เมื่อหากเป็นการส่งผ่านพลังงานในอวกาศ ลำแสงเลเซอร์ อาจให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่า ..

การส่งกำลังผ่านคลื่นวิทยุ หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง สามารถกำหนดทิศทางได้แน่นอน ซึ่งช่วยให้การส่งกำลังไฟฟ้าไปได้ในระยะไกล โดยมีความยาวคลื่นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สั้นกว่า ซึ่งปกติแล้วจะอยู่ในช่วงไมโครเวฟ อาจใช้ Rectenna หรือเสาอากาศรับสัญญาณชนิดพิเศษ ทำหน้าที่แปลงพลังงานไมโครเวฟกลับเป็นพลังงานไฟฟ้า พบว่า ประสิทธิภาพการแปลงของ Rectenna จะสูงกว่า 95 % .. การส่งพลังงานโดยใช้ไมโครเวฟ จึงได้รับการพิจารณาให้ประยุกต์ใช้งานสำหรับการส่งผ่านพลังงานจากดาวเทียมที่โคจรรอบดวงอาทิตย์มายังโลก และการส่งพลังงานไปยังยานอวกาศนอกวงโคจรที่ไกลออกไป ..

การส่งคลื่นไมโครเวฟ ยังคงมีปัญหาว่า สำหรับการใช้งานในพื้นที่ส่วนใหญ่ ขนาดอุปกรณ์ดักรับคลื่น หรือลำแสงที่ต้องการนั้นใหญ่มาก เนื่องจากการเลี้ยวเบนที่จำกัดทิศทางของเสาอากาศ ตัวอย่างเช่น การศึกษาดาวเทียมพลังงานแสงอาทิตย์ของ NASA ในปี 2521 ต้องใช้เสาอากาศส่งสัญญาณที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 Km หรือ 0.62 ไมล์ และเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 กิโลเมตร หรือ 6.2 ไมล์ สำหรับพื้นที่รับสัญญาณ หรือเสาอากาศดักรับ Rectenna สำหรับช่วงคลื่นไมโครเวฟที่ 2.45 GHz .. ขนาดพื้นที่ที่คำนวณไว้เหล่านี้ สามารถลดลงได้บ้างโดยใช้ความยาวคลื่นที่สั้นกว่า แม้ว่าความยาวคลื่นสั้น อาจมีปัญหากับการดูดซับพลังงานจากบรรยากาศ ฝน หรือหยดน้ำ รวมทั้งเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างลำแสงที่แคบลงโดยการรวมลำแสงของดาวเทียมขนาดเล็กหลายดวงเข้าด้วยกัน ..

สำหรับการประยุกต์ใช้งานบนผิวโลกที่ต่อลงดินนั้น จาน อุปกรณ์ดักรับ หรือ Array รับพลังงานพื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 Km สามารถใช้กับระดับพลังงานโดยรวมที่มากกว่าได้ .. ในขณะที่ระบบมุ่งทำงานที่ความหนาแน่นพลังงานต่ำเพื่อความปลอดภัยจากการสัมผัสกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของมนุษย์ ด้วยเกณฑ์ความหนาแน่นพลังงานที่ปลอดภัยของมนุษย์ที่ 1 mW/Cm2 กระจายไปทั่วพื้นที่เส้นผ่านศูนย์กลาง 10 Km ซึ่งสอดคล้องกับระดับพลังงานทั้งหมด 750 MW นี่คือระดับพลังงานที่พบในโรงไฟฟ้าสมัยใหม่หลายแห่ง อย่างไรก็ตาม หากเปรียบเทียบกับฟาร์มโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ Solar Farm ที่มีขนาดใกล้เคียงกัน มันอาจรับพลังงานแสงอาทิตย์และผลิตพลังงานมากกว่า 10,000 MW ได้อย่างง่ายดายในสภาวะที่ดีที่สุดในช่วงกลางวัน ..

หลังสงครามโลกครั้งที่ 2 เราได้พบเห็นการพัฒนาของตัวปล่อยคลื่นไมโครเวฟกำลังสูงที่รู้จักกันในชื่อของ Cavity Magnetrons .. แนวคิดเรื่องการใช้ไมโครเวฟเพื่อถ่ายโอนพลังงานได้รับการวิจัยพัฒนา ในปี 2507 และได้มีการสาธิตเฮลิคอปเตอร์ขนาดเล็กที่ขับเคลื่อนด้วยคลื่นไมโครเวฟ Miniature Helicopter Propelled by Microwave Power ..

นักวิจัยชาวญี่ปุ่น Hidetsugu Yagi ยังได้ทำการทดสอบการส่งพลังงานแบบไร้สายโดยใช้เสาอากาศแบบกำหนดทิศทางที่เขาออกแบบ ในเดือนกุมภาพันธ์ ปี 2469 .. Yagi และเพื่อนร่วมงานของเขา Shintaro Uda ได้ตีพิมพ์บทความแรกของพวกเขาเกี่ยวกับการปรับแต่ง High – Gain Directional Array ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อเสาอากาศ Yagi Antenna .. แม้ว่าจะไม่ได้พิสูจน์ว่าเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการส่งผ่านกำลังกำลัง แต่เสาอากาศแบบลำแสงด้วยช่วงคลื่น Microwave นี้ ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางทั่วทั้งอุตสาหกรรมการแพร่ภาพกระจายเสียง และโทรคมนาคมไร้สาย เนื่องจากมีลักษณะการทำงานที่ยอดเยี่ยม ..

การส่งผ่านพลังงานแบบไร้สายโดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงที่อยู่ในย่านไมโครเวฟ Microwave ได้รับการพิสูจน์ว่าสามารถทำได้เป็นอย่างดี .. การทดลองส่งกำลังไฟฟ้าหลายสิบกิโลวัตต์ ดำเนินการได้สำเร็จอย่างงดงามที่โกลด์สโตนในแคลิฟอร์เนีย Goldstone in California ในปี 2518 และในปี 2520 ที่ Grand Bassin on Reunion Island วิธีการเหล่านี้สามารถบรรลุระยะทางได้มากกว่ากิโลเมตรอีกด้วย ..

ข้อแนะนำสำคัญประการหนึ่งในปัจจุบัน คือ การประยุกต์ใช้งานย่านความถี่มากกว่า 24 GHz เนื่องจากตัวปล่อยคลื่นไมโครเวฟที่คล้ายกับ LED นั้น มีประสิทธิภาพควอนตัม Quantum Efficiency สูงมาก โดยใช้ตัวความต้านทานเชิงลบ เช่น ไดโอด Gunn หรือ IMPATT และสิ่งเหล่านี้นั้น เหมาะสมที่จะใช้สำหรับลิงก์ระยะสั้นภายในที่อยู่อาศัย และสถานที่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ..

ในปี 2556 นักประดิษฐ์ Hatem Zeine ได้สาธิตวิธีการส่งผ่านพลังงานแบบไร้สายโดยใช้เสาอากาศแบบ Phased Array ที่สามารถจ่ายพลังงานไฟฟ้าได้ไกล 30 ฟุต ใช้คลื่นความถี่เดียวกันกับ Wi – Fi ..

ในปี 2558 นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Washington ได้แนะนำการใช้พลังงานผ่าน Wi – Fi ซึ่งจะชาร์จแบตเตอรี่  และขับเคลื่อนกล้องถ่ายภาพที่ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ และเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิโดยใช้การส่งสัญญาณจาก Wi – Fi Routers .. ทั้งนี้ สัญญาณ Wi – Fi เพื่อจ่ายกำลังไฟฟ้าให้กับกล้องถ่ายภาพ และอุปกรณ์วัดอุณหภูมิแบบไม่มีแบตเตอรี่ ได้ที่ระยะสูงสุดมากกว่า 20 ฟุต .. นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่า Wi – Fi สามารถใช้ชาร์จแบตเตอรี่นิกเกิล – เมทัลไฮไดรด์ Nickel – Metal Hydride และลิเธี่ยมไอออนแบบขดลวดไร้สาย Lithium – Ion Coin – Cell Batteries ได้ในระยะทางสูงสุดอย่างน้อย 28 ฟุต .. อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันพบว่า เครือข่าย 5G และ 6G ในอนาคต ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าย่านความถี่สูงในช่วง 26.5 – 27.5 GHz ทำให้นอกจากเครือข่ายการติดต่อสื่อสารไร้สายแล้ว คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของมันในการส่งผ่านพลังงานไร้สายระยะที่ไกลขึ้นอีกในพื้นที่กว้างขึ้น หรือภายในอาคารนั้น กำลังกลายเป็นที่สนใจ และโอกาสทางธุรกิจในอนาคตอันใกล้นี้ได้ในที่สุด ..

การคาดการณ์ตลาดการส่งพลังงานไร้สายทั่วโลก ..

MarketsandMarkets คาดการณ์ตลาดระบบส่งกำลังไฟฟ้าแบบไร้สาย Wireless Power Transmission Market จะเติบโตจาก 2.5 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2559 เป็น 11.3 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2565 อัตราการเติบโตค่า Compound Annual Growth Rate : CAGR ระหว่างปี 2560 ถึง 2565 หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับการลงทุนในอุปกรณ์เชื่อมต่อแบบไร้สาย และระบบส่งพลังงานไร้สาย Wireless Power Transmission ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุด รวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุน อยู่ที่ CAGR 23.2 % ซึ่งถือว่าเป็นโอกาสทางธุรกิจที่น่าสนใจ ..

ปัจจัยสำคัญที่ขับเคลื่อนการเติบโตของตลาด รวมถึงความสะดวกสบาย และความพึงพอใจของผู้บริโภค สำหรับการเชื่อมต่อแบบไร้สาย ขณะที่ความต้องการระบบชาร์จอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพนั้น เพิ่มสูงขึ้น .. อย่างไรก็ตาม ผลกระทบของผลิตภัณฑ์ที่ไม่ผ่านการรับรอง และไม่ได้มาตรฐานทางอุตสาหกรรม นำไปสู่ประสบการณ์การใช้งานที่ไม่เป็นที่พอใจ และค่าใช้จ่ายสูงสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยีการส่งพลังงานแบบไร้สาย กลายเป็นปัจจัยหลักในการชะลอการเติบโตของตลาด ..

Wireless Power Transmission Market | Credit: MarketandMarkets Analysis

ทั้งนี้ ตลาดการส่งพลังงานแบบไร้สายสำหรับเทคโนโลยีการเหนี่ยวนำ Inductive Technology ทั้งการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก และการสั่นพ้อง Inductive and Magnetic Resonance ครอบครองส่วนแบ่งที่ใหญ่ที่สุดของตลาดในช่วงเวลาคาดการณ์ .. รวมทั้ง สำหรับตลาดการส่งพลังงานแบบไร้สายในผลิตภัณฑ์ที่เป็นเครื่องรับโทรศัพท์สมาร์ทโฟนนั้น พบว่ามีขนาดใหญ่ที่สุดเมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ที่ใช้เทคโนโลยีการส่งพลังงานแบบไร้สายอื่น ๆ ในช่วงคาดการณ์ด้วย ตั้งแต่ปี 2560 – 2565 ..

Samsung Galaxy Series, โทรศัพท์ Motorola Droid และโทรศัพท์ Google Nexus เป็นสมาร์ทโฟน Smart Phone ที่โดดเด่นเรื่องความสามารถในการชาร์จแบบไร้สาย Samsung Electronics Co., Ltd. .. เกาหลีใต้ มีกลุ่มผลิตภัณฑ์สมาร์ทโฟนหลักที่ผสานรวมกับความสามารถในการรับการชาร์จแบบไร้สาย .. Asia Pacific Accreditation Cooperation : APAC ถือเป็นศูนย์กลางการผลิตผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค เช่น สมาร์ทโฟน Smartphones แท็บเล็ต Tablets แล็ปท็อป Laptops และอุปกรณ์ไฟฟ้าพกพาต่าง ๆ มีประชากรผู้บริโภคจำนวนมาก และการขยายตัวของความนิยมสำหรับตลาดในเมืองอย่างรวดเร็ว ทำให้มีความต้องการอุปกรณ์การชาร์จแบบไร้สายเป็นจำนวนมาก .. ดังนั้น การดำรงอยู่ของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคขนาดใหญ่ในมณฑล และเมืองใหญ่ต่าง ๆ เช่น จีน ญี่ปุ่น อินเดีย และเกาหลีใต้ เป็นผลมาจากความต้องการในตลาดขนาดใหญ่ที่สุดของภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกในตลาดเทคโนโลยีส่งกำลังแบบไร้สายทั่วโลกนั่นเอง ..

อย่างไรก็ตาม ระยะทาง หรือช่วงการส่งสัญญาณของการส่งพลังงานแบบไร้สายผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า และหรือโดยเทคนิคเรโซแนนซ์แม่เหล็ก Magnetic Resonance Technique มีข้อจำกัดสำคัญหลายประการที่มีนัยยะสำคัญ .. ข้อจำกัดของผลิตภัณฑ์นี้ ทำให้เกิดความท้าทายอย่างมากสำหรับผู้ผลิตเกี่ยวกับประสิทธิภาพของกำลังไฟฟ้าแปรผัน กับระยะห่างระหว่างตัวส่งและตัวรับ ปัญหาด้านความปลอดภัยเป็นปัญหาหลักสำหรับตลาดการส่งสัญญาณไร้สายเช่นกัน เนื่องจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูงอาจเป็นอันตรายต่อสภาพแวดล้อมทางชีวภาพ .. ทุกปี บริษัท Start Up จำนวนมากเข้าสู่ตลาดนี้ ทำกิจกรรมวิจัย พัฒนาต้นแบบผลิตภัณฑ์ ประกาศผลิตภัณฑ์ของตน และในตอนท้าย พวกเขาล้มเหลวในการเปิดตัวผลิตภัณฑ์เหล่านี้ ปัญหาด้านความปลอดภัย และประสิทธิภาพทำให้ไม่สามารถก้าวไปข้างหน้าในตลาดการส่งพลังงานแบบไร้สายนี้ได้เท่าที่ควร หรือจนกว่าการส่งพลังงานไร้สายระยะไกล จะได้ถูกทดสอบใช้งานในเครือข่ายระบบส่งกำลังไฟฟ้าในเชิงพาณิชย์เป็นมาตรฐานได้สำเร็จ ซึ่งมันกำลังใกล้เข้ามาแล้ว ..

นิวซีแลนด์ กำลังจะทดสอบการส่งพลังงานไร้สายระยะไกล ..

Ray Simpkin หัวหน้าเจ้าหน้าที่วิทยาศาสตร์ของ Emrod กล่าวว่า บริษัทฯ กำลังพิจารณาว่าจะสามารถส่งผ่านพลังงานเหนือพื้นน้ำไกล 30 Km จากแผ่นดินใหญ่ของนิวซีแลนด์ไปยังเกาะ Stewart ได้หรือไม่ เขากล่าวว่าระบบอาจมีราคาเพียง 60 % ของการวางสายเคเบิลใต้น้ำ ..

ในที่สุด เทคโนโลยีอาจช่วยให้พลังงานแก่พื้นที่ชนบท หรือส่งพลังงานจากฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่ง ซึ่งทั้งสองกรณีนั้น มีต้นทุนสูงในการสร้างโครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพ เพื่อนำส่งกำลังไฟฟ้าเข้าสู่ระบบสายส่งไฟฟ้า หรือระบบกริด .. กรณีอื่น ๆ เช่น ในอุทยานแห่งชาติ การส่งพลังงานไร้สายอาจส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลง และต้องการการบำรุงรักษาไม่มาก หรืออาจใช้มันเพื่อเติมเต็มแผนเตรียมพลังงานสำรองหลังเกิดภัยธรรมชาติซึ่งโครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพที่เป็นระบบสายส่งอาจได้รับความเสียหาย ..

มันมิใช่ “ระบบไร้สายระดับโลก” ของ Nikola Tesla แต่มันอาจกำลังทำให้การส่งผ่านพลังงานไร้สายระยะไกลเป็นจริงในเชิงพาณิชย์ได้ในอนาคตอันใกล้นี้ ..

บริษัท Emrod ในนิวซีแลนด์ดูเหมือนจะโน้มน้าวให้ผู้จัดจำหน่ายไฟฟ้ารายใหญ่มีแผนงานวางระบบการส่งผ่านพลังงานแบบไร้สายในเชิงพาณิชย์ .. Powerco ผู้จัดจำหน่ายรายใหญ่อันดับสองในนิวซีแลนด์ กำลังลงทุนใน Emrod ซึ่งดูเหมือนว่าเทคโนโลยีกำลังไฟฟ้าไร้สายนี้ จะสามารถส่งผ่านกำลังไฟฟ้าปริมาณมากได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ระหว่างจุดสองจุดใด ๆ ที่สามารถต่อเข้ากับอุปกรณ์รีเลย์ Relays หรือชุดถ่ายทอดพลังงานที่จัดวางอยู่ในแนวสายตา Line of Sight ได้ ..

Nicolas Vessiot ผู้จัดการฝ่ายเครือข่ายของ Powerco กล่าวว่า “เราสนใจที่จะดูว่า เทคโนโลยีของ Emrod สามารถเสริมวิธีการที่เรากำหนดไว้ได้หรือไม่ “เราจินตนาการว่าจะใช้สิ่งนี้ เพื่อส่งกระแสไฟฟ้าไปถึงสถานที่ห่างไกล หรือข้ามพื้นที่ภูมิประเทศท้าทาย นอกจากนี้ มันยังมีศักยภาพที่จะใช้เพื่อส่งกำลังไฟฟ้าให้กับลูกค้าของเรา เมื่อการบำรุงรักษาโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ของเรานั้น จะสามารถทำได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่ามากได้สำเร็จ” ..

ปัจจุบัน Emrod มีอุปกรณ์ต้นแบบที่ใช้งานได้ แต่จะสร้างเพิ่มขึ้นอีกสำหรับ Powerco โดยมีแผนจะส่งมอบภายในเดือนตุลาคมปีนี้ .. จากนั้น จะใช้เวลาหลายเดือนในการทดสอบในห้องปฏิบัติการก่อนที่จะย้ายไปทดลองใช้งานภาคสนาม .. อุปกรณ์ต้นแบบจะสามารถส่งพลังงานได้ “เพียงไม่กี่กิโลวัตต์” แต่สามารถขยายขนาดได้อย่างง่ายดาย “เราสามารถใช้เทคโนโลยีเดียวกันนี้ เพื่อส่งกำลังมากกว่า 100 เท่าในระยะทางที่ไกลกว่ามาก” .. Greg Kushnir ผู้ก่อตั้ง Emrod กล่าว “ระบบพลังงานไร้สายที่ใช้เทคโนโลยี Emrod นั้น สามารถเสนอข้อไขใหม่ที่ยอดเยี่ยม เพื่อแทนที่ระบบสายส่งกำลังไฟฟ้าจำนวนเท่าใดก็ได้” ..

ระบบนี้ใช้เสาอากาศส่งสัญญาณ ชุดรีเลย์ และ Rectenna รับสัญญาณ Series of Relays & a Receiving Rectenna หรือเสาอากาศที่สามารถเปลี่ยนพลังงานไมโครเวฟเป็นกำลังไฟฟ้าได้ .. แต่ละองค์ประกอบเหล่านี้ ดูเหมือนสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาดใหญ่บนเสา ลำแสงของมันใช้คลื่นความถี่วิทยุในอุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และการแพทย์ที่ไม่ทำให้เกิดไอออน รวมทั้งความถี่ที่ใช้กันทั่วไปใน Wi – Fi และ Bluetooth

..

Antenna Truck Outfitted to Supply Wireless Power & Wireless Power Relay Panel Mounted on an Existing Utility Service Pole | Credit: Emrod

Emrod ชี้ให้เห็นได้ว่า ระบบสามารถทำงานได้ในทุกสภาพอากาศ รวมทั้งในฝน หมอก และฝุ่นละออง และระยะทางในการส่งสัญญาณ จะถูกจำกัดด้วยเพียงแนวสายตา Line of Sight ระหว่างชุดรีเลย์แต่ละตัว ทำให้มีศักยภาพในการส่งกำลังไฟฟ้าไปได้หลายพันกิโลเมตร โดยมีค่าใช้จ่ายเพียงเล็กน้อยจากโครงสร้างพื้นฐาน ค่าบำรุงรักษา และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมภายในกรอบที่กฎหมายกำหนด ..

ทั้งนี้ Emrod มองว่า การส่งสัญญาณการติดต่อสื่อสาร และการส่งผ่านพลังงานแบบไร้สายนั้น เป็นกุญแจสำคัญที่ช่วยให้เทคโนโลยีสำหรับพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน ซึ่งมักจะถูกสร้างขึ้นไกลจากพื้นที่จำเป็นที่ใช้พลังงาน .. ระบบไร้สายประเภทนี้ อาจยอดเยี่ยมมากสำหรับการนำผลิตภัณฑ์ของการผลิตกำลังไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานทดแทนนอกชายฝั่ง และ/หรือ แหล่งพลังงานอื่น ๆ จากระยะไกลออกไปเข้าสู่ระบบกริดไฟฟ้าของเมือง หรือชุมชนได้ โดยไม่จำเป็นต้องใช้ชุดแบตเตอรี่สำรองขนาดยักษ์ ระบบจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ หรือระบบสายส่งที่ต้องลากสายไฟฟ้าแรงสูงไปไกลลิบลิ่ว และอื่น ๆ ..

สรุปส่งท้าย ..

ระบบส่งพลังงานไฟฟ้าไร้สาย Wireless Electricity ถือเป็นเทคโนโลยีใหม่ในอนาคตข้างหน้าที่จะช่วยอำนวยความสะดวกสบายในชีวิตประจำวันของมนุษย์ ..

ปัจจุบันระบบการส่งพลังงานไฟฟ้าไร้สาย กำลังกลายเป็นองค์ประกอบสำคัญในการประยุกต์ใช้งานในด้านต่าง ๆ มากขึ้น ซึ่งพบว่าระบบนี้เริ่มถูกพัฒนามาใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์แล้ว เช่น การใช้การส่งพลังงานไฟฟ้าไร้สายสำหรับชาร์ตแบตเตอรี่มือถือแบบไร้สาย การชาร์ตแบตเตอร์รี่รถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้า การส่งพลังงานให้อากาศยานไร้คนขับ หรือแม้กระทั่งการประยุกต์ใช้ระบบส่งพลังงานไฟฟ้าไร้สายกับเครื่องมือทางการแพทย์ เช่น เครื่องช่วยควบคุมจังหวะการเต้นของหัวใจ Cardiac Peacemaker ที่อุปกรณ์จะถูกฝังเข้าไปในร่างกาย และทำการส่งพลังงานไฟฟ้าไร้สายเข้าไปในร่างกายเพื่อให้เครื่องสามารถทำงานได้ต่อเนื่องต่อไปได้โดยไม่จำเป็นต้องผ่าตัดเพื่อนำแบตเตอรี่ออกมาชาร์ตประจุบ่อย ๆ เป็นต้น ..

ดังนั้น เทคโนโลยีการส่งพลังงานไฟฟ้าไร้สาย จึงกำลังกลายเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่น่าสนใจในอนาคต สามารถนำมาประยุกต์ใช้เพื่ออำนวยความสะดวกในชีวิตประจำวันเราอย่างมากมายได้จริง .. อย่างไรก็ตาม การส่งพลังงานไฟฟ้าไร้สาย ยังมีข้อจำกัดหลายประการที่จำเป็นต้องได้รับการพัฒนา โดยข้อที่เด่นชัดมากที่สุด ก็คือ ประสิทธิภาพในการส่งพลังงานจากต้นทางไปปลายทางที่ยังต่ำอยู่ มันสามารถส่งพลังงาน หรือกำลังไฟฟ้าไปได้เพียงในระยะทางที่ใกล้ ๆ เท่านั้น ทำให้นักวิจัยจากหลายกลุ่มพยายามหาวิธีการในการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบการส่งพลังงานไฟฟ้าไร้สายให้สูงขึ้น ..

คาดหมายได้ว่า อีกไม่นาน เรากำลังจะมีโครงข่ายระบบส่งกำลังไฟฟ้าไร้สาย .. จินตนาการอนาคตที่ผู้คนสามารถชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าได้ในขณะเคลื่อนที่โดยใช้กลไกการชาร์จประจุไฟฟ้าที่ติดตั้งอยู่ตามแนวถนนที่ขับเคลื่อนไป ในที่ซึ่งโครงข่ายระบบส่งกำลังไฟฟ้าไม่ต้องพึ่งพาสายไฟแรงสูง เสาไฟฟ้า หรือหม้อแปลงไฟฟ้าราคาแพง และสายเคเบิลใต้ดินอีกต่อไป ..

อาจฟังดูเหมือนในภาพยนต์นิยายวิทยาศาสตร์ แต่อนาคตที่เพิ่งจินตนาการไว้ได้ใกล้เข้ามาแล้ว ในรูปแบบของการจับคู่เหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก Magnetic Inductive Coupling และการจับคู่สั่นพ้องเรโซแนนซ์ Resonant Inductive Coupling ..

การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก Magnetic Induction โดย Nikola Tesla เป็นแกนนำสำหรับเทคโนโลยีขนาดเล็กปัจจุบัน เช่น การชาร์จโทรศัพท์มือถือแบบไร้สาย Wireless Cellphone Charging และลำโพงไร้สาย Wireless Speakers .. หม้อแปลงไฟฟ้ายังสามารถใช้เทคโนโลยีนี้ได้ด้วย ซึ่งช่วยให้สามารถถ่ายโอนพลังงานจากขดลวดหนึ่งไปยังอีกขดลวดหนึ่งได้ แต่ขดลวดสามารถอยู่ห่างกันได้เพียงเซนติเมตร หรือในบริเวณใกล้เคียงเท่านั้น ซึ่งหากไกลออกไปแล้ว ก็จะไม่สามารถส่งผ่านพลังงานได้ ..

คัปปลิ้งเรโซแนนท์ Resonant Coupling ทำงานคล้ายกับการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก Magnetic Induction แต่อนุญาตให้มีระยะห่างระหว่างขดลวดทั้งสองมากขึ้น .. อย่างไรก็ตาม คาดหมายว่า การมาถึงของการสื่อสารไร้สาย 5G และ 6G ด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าย่านความถี่สูงในช่วง 26.5 – 27.5 GHz ทำให้นอกจากเครือข่ายการติดต่อสื่อสารไร้สายที่ทรงพลังแล้ว คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของมันในการส่งผ่านพลังงานไร้สายระยะที่ไกลขึ้นอีกในพื้นที่กว้างขึ้น หรือภายในอาคาร สถานที่ทำงาน หรือภายในโรงงานอุตสาหกรรมนั้น กำลังกลายเป็นที่สนใจ และโอกาสทางธุรกิจในอนาคตอันใกล้นี้อย่างแน่นอน ..

ข้อกำหนดในมาตรฐานการกระจายพลังงานไฟฟ้าผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงนั้น ยังจะต้องมีการปรับปรุงเปลี่ยนแปลงอีกมาก พร้อมไปกับแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียนที่เพิ่มขึ้น รวมถึงส่วนหนึ่งมาจากความวิตกกังวลที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับความปลอดภัย และความไม่น่าเชื่อถือของเครือข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้าที่ใช้การลากสายไฟฟ้าแรงสูงไปไกลลิบลิ่วเช่นในปัจจุบัน ..

อาจดูเหมือนเป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในการเปลี่ยนจากการชาร์จโทรศัพท์มือถือแบบไร้สายไปเป็นโครงข่ายระบบส่งกำลังไฟฟ้าแบบไร้สายในระบบสาธารณูปโภค หรือการบริการสาธารณะ แต่เป็นที่รู้กันว่ามนุษยชาติ กำลังจะก้าวกระโดดครั้งใหญ่ โดยนักคิดนอกกรอบ บัณฑิตจาก MIT และบริษัทฯ ทุนทรัพย์มหาศาลที่มองการณ์ไกล เหมือนเช่นที่ บริษัท Emrod ในนิวซีแลนด์ New Zealand กำลังพิจารณาว่าจะสามารถส่งผ่านพลังงานผ่านเหนือผิวพื้นน้ำไกล 30 Km จากแผ่นดินใหญ่ของนิวซีแลนด์ไปยังเกาะ Stewart ด้วยประสิทธิภาพที่เพียงพอที่จะเคลื่อนย้ายพลังงานไปสู่ Smart Grid ได้หรือไม่ .. มัน คือ รูปแบบอนาคตการจ่ายกำลังไฟฟ้าสู่ชุมชนในระบบสาธารณูปโภค และการบริการสาธารณะ ที่น่าตื่นเต้น รวมทั้งมันกำลังกลายเป็นโอกาสทางธุรกิจเชิงพาณิชย์ ซึ่งจะเกิดประโยชน์อย่างมากต่อการพัฒนาแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน ในพื้นที่ห่างไกลโดยไม่จำเป็นต้องวางระบบสายส่ง หรือลากสายไฟฟ้าแรงสูงที่ราคาต้นทุนแพงลิบลิ่วในภูมิประเทศที่ยากลำบากได้สำเร็จในที่สุด ..

คอลัมน์ : Energy Key

Byโลกสีฟ้า ..

สนับสนุนคอลัมน์ โดย E@ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)

ขอบคุณเอกสารอ้างอิง :-

Wireless Power Transfer :-

How Wireless Power Works :-

Global Wireless Power Transmission Market Estimated to Grow with a CAGR of 21% During the Forecast Period, 2018 – 2027 :-

Wireless Power Transmission Circuit and Its Working – ElProCus :-

How Wireless Power Works | HowStuffWorks :-

The Dawn of Wireless Electricity Is Finally Upon Us. Here’s How New Zealand Will Do It :-

NZ to trial world-first commercial long-range, wireless power transmission :-

Wireless Power Transmission, Opening up a World of Possibilities | Emrod :-

Wireless Energy Transfer – Stanford University :-

http://large.stanford.edu/courses/2010/ph240/ma1/

5G as a wireless power grid | Scientific Reports – Nature :-

New Concept of Wireless Power Grid for Industrial and Home :-

Investigation of Wireless Power Transfer for Smart Grid On – line Monitoring Devices under HV Condition :-

One Day We’ll Have A Wireless Power Grid :-

https://www.businessinsider.com/one-day-well-have-a-wireless-power-grid-2017-11

spot_imgspot_img
- Advertisment -
- Advertisment -spot_img
- Advertisment -

Featured

- Advertisment -
- Advertisment -
Advertismentspot_imgspot_img