Bezprzewodowe ładowanie urządzeń mobilnych

Dotychczas bezprzewodowe ładowanie indukcyjne (zasadę jego działania opisujemy na sąsiedniej stronie) nie było zbyt potrzebne. Wykorzystywano je głównie w elektrycznych szczoteczkach do zębów, gdzie zastosowanie tradycyjnych styków do przesyłania prądu nie jest możliwe ze względu na obecność wody. Okazało się jednak, że szybko rosnący w siłę rynek smartfonów stworzył zapotrzebowanie na ładowanie bez kabli. Nowoczesny telefon jest idealnym odbiorcą bezprzewodowego prądu. Po pierwsze bardzo szybko się rozładowuje i wymaga ładowania co dzień lub dwa, często w sytuacji, gdy użytkownik nie posiada przy sobie tradycyjnej ładowarki. Po drugie jego akumulator ma stosunkowo małą pojemność, więc można go szybko naładować prądem o niskim natężeniu – od 0,5 do 1 A. Z tym zakresem dostępne bezprzewodowe ładowarki radzą sobie najlepiej.

Dwa standardy

Nim bezprzewodowe ładowanie będzie powszechnie dostępne, musi zostać przezwyciężony poważny problem standaryzacji. Aktualnie istnieją dwa konkurencyjne konsorcja promujące własne rozwiązania. Pierwsze, wspierane m.in. przez Samsunga, LG, HTC, Sony i Motorolę Wireless Power Consortium (WPC), promuje technikę ładowania Qi. Konkurencyjne Power Matters Alliance (PMA) cieszy się poparciem Huawei oraz Samsunga i LG (sic!), a od niedawna może się chwalić zainstalowaniem paneli ładujących w sieci brytyjskich kawiarni Starbucks.

Konkurencję między dwoma standardami można porównać do starcia formatów Blu-ray i HD-DVD. Choć oba korzystały z tej samej technologii niebieskiego lasera, to za każdym z nich stali inni producenci filmów i sprzętu. Gdy zwyciężył Blu-ray, czekający na wynik starcia konsumenci mogli bez obaw kupować odtwarzacze i filmy HD zwycięskiego standardu.

W przypadku bezprzewodowych ładowarek jest podobnie, choć konkurencyjne rozwiązania dzieli jeszcze mniej niż wspomniane formaty zapisu filmów. Chodzi o odrobinę inną częstotliwość pola magnetycznego wykorzystywanego do przesyłania prądu. WPC wykorzystuje zakres 100–205 kHz, a PMA 277–357 kHz. Z technicznego punktu widzenia jest to pomijalna różnica, ale dla konsumenta oznacza ona, że ładowarka jednego standardu nie będzie działać z odbiornikiem konkurencji. Sytuację może rozwiązać większa konsolidacja czołowych producentów sprzętu wokół jednego standardu lub pojawienie się nowego, lepszego rozwiązania.

Ten trzeci

Ładowanie indukcyjne nie jest metodą doskonałą. Po pierwsze ma bardzo ograniczony zasięg. Ładowane urządzenie trzeba położyć na ładowarce – najczęściej w postaci maty (podstawki). Po drugie sprawność pracy ładowarki jest niższa niż w przypadku urządzenia przewodowego, ładowanie akumulatora trwa więc dłużej – w praktyce o jedną trzecią, a nawet o połowę. Strata energii, która sięga w przypadku ładowania urządzeń mobilnych 25 proc., jest wypromieniowywana w postaci ciepła. Oznacza to, że mata ładująca oraz samo urządzenie nagrzewają się podczas ładowania, co negatywnie wpływa na czas życia komponentów smartfonu. Trzecim ograniczeniem jest możliwość ładowania tylko jednego urządzenia równocześnie.

Lepszymi parametrami pracy może pochwalić się opracowywana przez Alliance for Wireless Power (A4WP) technika ładowania rezonansowego. W tej metodzie do przesyłania energii również wykorzystywane jest pole magnetyczne i cewki, tu wprawione w drganie. Zasięg przesyłu dochodzi do 1 metra, a sprawność dla dużych mocy sięga 95 proc., choć w wypadku zastosowań mobilnych, np. ładowania smartfonu, spada do 75–80 proc. Dlatego ta wciąż niekomercyjna technika rozwijana jest z myślą o ładowaniu dużych ogniw, np. w elektrycznych samochodach. Ładowanie mniejszych urządzeń będzie możliwe po udoskonaleniu technologii, która w przeciwieństwie do zwykłej metody indukcyjnej pozwala na pracę z wieloma odbiornikami energii równocześnie. A4WP i PMA połączyły siły i od 1 czerwca stanowią jedną organizację. To spora zmiana na rynku ładowania bezprzewodowego, która daje szansę na powstanie uniwersalnych ładowarek korzystających jednocześnie z metody indukcyjnej i rezonansowej.