Budoucnost dobíječek: energie doplňovaná pomocí radiových vln nebo světla?

Bezdrátové nabíjení není úplnou novinkou, existuje už několik systémů různých výrobců mobilních zařízení, zejména smartphonů. Většinou jde o speciální dobíjecí podložky či dokovací kolébky, které využívají indukční dobíjení či rezonanční technologie. Ve vývoji jsou však i další systémy, některé dokonce ve fázi již zralé ke komerční realizaci, které slibují skutečné bezdrátové dobíjení, navíc na dálku, tedy za hranicemi omezení dosavadních nabíjecích podložek, které fungují na velmi krátkou vzdálenost a vyžadují přístroj přesně položený na určitém místě.

WattUp - další bezdrátová revoluce po vzoru WiFi?
Kalifornská společnost Energous připravuje nyní k uvedení na trh novou technologii dálkového bezdrátového dobíjení, která funguje na podobném principu jako populární WiFi a mohla by svým způsobem znamenat také podobnou revoluci ve svém oboru. Novinka s názvem WattUp se představila na letošním veletrhu CES a nyní se chystá na své nasazení do praxe. Na rozdíl od dobíjecích podložek nabízí dálkové dobíjení až do 5metrové vzdálenosti.
I když jste možná zatím o této firmě neslyšeli, stojí za povšimnutí, že v jejím vedení je i Martin „Marty“ Cooper, významný inovátor v oblasti řízení radiového spektra, který je však světu známý spíše jako otec mobilního telefonu, a člověk, který jako první v roce 1973 uskutečnil hovor z mobilu - takže úplní zelenáči to zřejmě nebudou…
WattUp představuje kombinace rádiové frekvence (RF), Bluetooth a několika technologií čekajících na patentování. Využívá např. super krátkých rádiových vln s frekvencí 5,7 až 5,8 GHz, vyhledává kompatibilní zařízení a komunikuje s nimi pomocí Bluetooth modulu. Po připojení k zařízení je už použit přenos pomocí RF signálů, které jsou převedeny v malém čipu vloženém do zařízení na stejnosměrný proud. Systém udržuje nabíjecí spojení i když je přijímač v pohybu.
Vysílače vytvářejí dobíjecí zónu o 5metrovém perimetru. WattUp používá neustále zapnuté Bluetooth pro spárování s kompatibilním zařízením, které se nachází v perimetru. Pokud zařízení vyžaduje nabíjení, software nejprve určí typ, provede identifikaci parametrů (energetickou rychlost, stav nabití, stav připojení a směr přijímače pro korektní přenos energie) a poté spáruje vysílač s miniaturní anténou a přijímacím modulem v zařízení a spustí přenos energie pomocí radiových vln. Systém používá soustavu miniaturních antének k utváření energetického svazku směrujícího energii přesně do přijímače, dynamicky nastavený tvar a obsah RF vln může být zaměřen na konkrétní umístění v prostoru. Energie je vysílána dávkově v jakýchsi malých „balíčcích“ v podobě vln, podobně jako WiFi. Pokud se nic nenabíjí, softwarem řízený vysílač žádnou energii neposílá.
Zařízení, by měla fungovat podobně jako WiFi hotspoty, v případě, že výkon signálu z routeru v jednom objektu či místnosti je silnější než síla signálu v další, funguje přístroj jako přepínač a přizpůsobí se konkrétní situaci. V současné podobě je technologie WattUp použitelná pro bezdrátové nabíjení zařízení s příkonem pod 10 W, což jsou především různá menší elektronická zařízení, jako tablety, smartphony, klávesnice a myši, dálkové a herní ovladače, kamery, chytré hodinky a další tzv. nositelná elektronika, hračky, ale i LED žárovky či různé senzory a chytrá zařízení. V prezentované verzi nabízí WattUp možnost nabíjet výkonem 4 W současně čtyři zařízení do vzdálenosti 0 - 1,5 m, 2 W zároveň čtyři zařízení vzdálená 1,5 - 3 m a 1 W současně pro čtyři zařízení na vzdálenost 3 - 5 m. Celkově by tak pomocí této technologie bylo možné dobíjet až tucet zařízení, která se podělí o vysílací výkon 14 W na vzdálenost 5 m (průměrně jde o 2 W pro čtyři zařízení současně, výkon se ale liší dle vzdálenosti od vysílače). Správu nabíjení lze řídit softwarově prostřednictvím přehledného uživatelského rozhraní. Pokročilý software kontroluje nabíjení každého jednotlivého zařízení (umožňuje např. nastavení, od jaké hodnoty se má začít nabíjet) a dává přehled o nabíjených zařízeních.
Podstatné je, že WattUp vysílače mohou být vestavěny přímo do domácích spotřebičů, jako jsou bezdrátové reproduktory, televizory či jiná zařízení, které používají energii nepřetržitě. Je ale potřeba, aby zařízení, která se mají pomocí této technologie dobíjet, měla baterii s ní kompatibilní a umožňující tedy tuto dobíjecí technologii využít. Jinými slovy, baterie musí mít zapojení WattUp povoleno. První baterie pro tuto technologii lze tedy očekávat ještě letos, nebo začátkem příštího roku. Větší rozšíření ale až od roku 2016, kdy má být WattUp již běžně k dispozici. Což bude ovšem do značné míry záviset na tom, zda se podaří zajistit i dostatečnou podporu technologie u výrobců zařízení, které se její pomocí mají dobíjet a integraci přijímačů do různých zařízení. Energous již vytvořil joint venture s firmou Haier Wireless, která chce vysílače WattUp vestavět do různých zařízení pro domácnosti - např. do praček, ledniček, sušiček, televizí, mikrovlnek apod. Nicméně, pokud vše půjde dobře, mohla by mít tato technologie „hromadného“ bezdrátového dobíjení potenciál rozšířit se postupně jako WiFi, např. prostřednictvím různých bezplatných dobíjecích zón a hotspotů, nabízených různými obchodními řetězci, jako bonusové služby pro své zákazníky.

Microsoft AutoCharge: světlo, prosím!
Další pozoruhodná technologie dobíjení se líhne u Microsoftu. Jeho vývojáři ze šanghajské divize Microsoft Research představili systém AutoCharge, který by měl umožnit nabíjet mobily pomocí světla. Technologie by měla nabídnout možnost průběžného dobíjení mobilních zařízení v místnostech.
Základem systému je ke stropu připevněný modul, který prostřednictvím kamery neustále monitoruje místnost (prototypy AutoCharge využívají kameru z herní konzole Microsoft Kinect, ve finálním zařízení bude obdobná optika, jakou používají smartphony) a pomocí následné analýzy obrazu v ní vyhledává mobilní zařízení.
V případě, že ho rozezná, automaticky na něj nasměruje světelný tok z místního zdroje - dobíjecí paprsek, který výzkumníci nazvali UltraFire CREE XM-L T6 je soustředěné světlo z LED diod. Podmínkou však je, aby příslušné zařízení mělo ve své výbavě fotovoltaický článek, umožňující přeměňovat světlo na elektrickou energii, tzn. že Mocrosoft předpokládá, že výrobci budou do přístrojů nové generace integrovat i fotovoltaiku - takové přístroje sice již existují, ale jsou spíše raritní výjimkou, zatímco program AutoCharge by potřeboval naopak jejich masové rozšíření, což je zatím zjevně jeho hlavní slabina. Po technické stránce princip světelného dobíjení již korektně funguje. Při soustředěném světelném paprsku by i relativně malá plocha fotovoltaických článků, které zatím nevynikají velkou efektivitou, měla stačit na nabíjení rychlostí srovnatelnou s běžným kabelem. Podmínkou je samozřejmě „přímá viditelnost“ zařízení, tzn., že světelnému paprsku nesmí stát v cestě žádná překážka. Pokud se mezi modul a nabíjený přístroj dostane jakýkoliv jiný objekt, systém se okamžitě automaticky vypne – stejně jako při ukončení dobíjecího procesu.
Na rozdíl od systémů založených na elektromagnetickém předávání energie, které z bezpečnostních důvodů využívají  indukční a rezonanční princip působící jen na krátkou vzdálenost (v řádu milimetrů či centimetrů) např. prostřednictvím speciálních dobíjecích podložek, je světlo pro živý organismus (tzn. naše tělo) bezpečnější. Výhodou je i koncentrované přesné zacílení energie a tím i její efektivnější přenos - prakticky jediným omezením je již zmíněná přímá viditelnost.

Kraftwerk: když mobily dobíjí plyn
Koncem letošního roku by měla na trh přijít plynová nabíječka, kterou vyvinula startupová firma Kraftwerk, jež na projekt získala investice ze serveru Kickstarter. Zařízení, na němž firma pracuje už od roku 2008, je primárně určeno pro vyznavače outdoorových disciplín s cílem umožnit využívání moderních zařízení i v oblastech, kde není zajištěn přístup k elektřině, nicméně použitelné je univerzálně kdekoli. Pracuje na principu palivového článku na plyn a je určené k nabíjení veškerých mobilních zařízení připojitelných k USB. Jde o krabičku o hmotnosti 200 g, podobně jako běžné powerbanky, stálý výkon je 2 W, špičkový 10 W, napětí 5 V a proud 2 A. Na jednu plynovou náplň by měl přístroj dobít např. 11 telefonů, po vyčerpání náplně ji lze během několika sekund opět doplnit běžným plynem, jaký se prodává do zapalovačů. Cena nabíječky by se měla pohybovat  kolem 150 dolarů (asi 3600 Kč).
 

Publikováno: 5. 10. 2015 | Počet zobrazení: 2835 495