Doorbraak: auto draadloos opgeladen via magneetveld met 97% efficiëntie

Share Button

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 terwijl je rijdt. De oplossing om elektrische auto's mogelijk te maken?

Opladen terwijl je rijdt. De oplossing om elektrische auto's mogelijk te maken?

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

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

10 reacties

  1. A.Helders schreef:

    Word er ook gedacht aan milieuverontreiniging (afgedankte accu,s )
    Waarom word waterstof zo tegen gewerkt ?

  2. Picobyte schreef:

    Waterstof wordt hard aan gewerkt maar is nog lastiger dan stroom opslaan.
    Bovendien is het waarschijnlijk nog gemakkelijker om energie te converteren naar benzine/gas/koolwaterstoffen als geheel.
    Accu’s voor pure elektronenstroom worden ook snel beter momenteel.
    Maar waar dit artikel om gaat.
    De transformator die stroom tapt uit de onderliggende weg dat zou op zich al een doorbraak zijn.
    De oppikspoel onder je auto moet zo dicht mogelijk op de primaire afgifte spoel zitten.
    De windingen moeten beter geleiden dan koper.
    En het kernmateriaal moet meer dan perfect zijn.

    Zelfs in een ringkerntransformator zijn de kern en koperverliezen nog beperkend en dan zitten we al tegen de 98/99% rendement aan.
    Wat bijna perfect te noemen mag zijn.

    Die auto moet dus net als een trein of achtbaan karretje perfect op hoogte zonder tussenkomst van sneeuw ijs of herfstblaadjes zijn ding kunnen doen,anders werkt dat niet.

  3. Bemoeier schreef:

    Er is toch een soort electrolyt ontwikkelt wat je kan tanken ?

  4. JK schreef:

    Het systeem wat o.a. Renault aan het uittesten is, met het wisselen van accu’s is veel sneller en efficienter. Je rijdt net zoals nu een (soort) tankstation binnen, oude accu wordt onder auto weggehaald en nieuwe geplaatst. Binnen 60 sec.

  5. Hans Verbeek schreef:

    bouw een magnetische lus in de weg die resoneert met een lus in de auto.

    Over hoeveel weg hebben we het?
    NL heeft 2360 km. snelweg. Hoeveel zou het kosten om 2360 km. weg van magnetische lussen te voorzien?
    En waar moeten die magnetische lussen van gemaakt worden?

    Ik zie een klein lichtpuntje. De wegen hoeven in de toekomst slechts tweebaans te zijn. Ik kan me niet voorstellen dat er meer dan 100.000 elektrische auto’s zullen komen in NL.

  6. Hans Verbeek schreef:

    BTW: Tom Murphy rekent op zijn blog Do The Math voor dat benzine-auto’s waarschijnlijk energiezuiniger zijn dan elektrische.
    http://physics.ucsd.edu/do-the-math/2011/08/mpg-for-electric-cars/

    • Van Soest schreef:

      nee.

      Hij heeft het hier over het vergelijk tussen een benzige auto en een toyota prius.

      Een elektrische auto != hybride.

      (zeker niet als deze door betere technieken (zoals bovenstaande er één van is) nog groener worden.

  7. ed baars schreef:

    idee waarom niet in de nieuwe hybride auto.s met een elektrische rolventilator dynamo die stroom op laad als de auto gaat rijden komt er aan de voor kant
    van de auto. lucht tegen aan  en de rolventilator dynamo  gaat draaien en laad de acuu op van de hybride auto dus energie besparing hoe harde je met de hybride auto gaat rijden hoe meer lucht er tegen de rol ventilator aan komt en de acuu weer snel op laad

    dit is zo maar een idee ik weet niet of dit mogelijk is al dus ed baars

  8. ponyhaar schreef:

    Waarom niet gewoon simpel elektrische bovenleiding boven de snelweg hangen tbv de elektrische auto?

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger