Зарядись на расстоянии

Как развивалась технология беспроводной зарядки и к чему она придет

Влад Массино, Дмитрий Шестоперов 30.01.2016, 13:09
Shutterstock

Корпорация Apple, как сообщается, начала работать над дистанционным беспроводным зарядным устройством. В отличие от современных подобных технологий, она не потребует контакта с док-станцией. Отдел технологий «Газеты.Ru» рассказывает, как гаджеты научились забирать энергию из воздуха и какие перспективы у беспроводных способов питания.

В настоящее время беспроводные зарядки на самом-то деле таковыми не являются. Они не освобождают пользователя от проводов, а лишь меняют способ зарядки устройства. Если в обычной ситуации смартфон «привязан к кабелю, то в случае с беспородными зарядками требуется его обязательное нахождение на специальной станции.

Несмотря на то что сейчас есть большое количество способов передачи электричества без проводов, самым распространенным остается использование электромагнитной индукции.

Уже в конце XX века в бытовой технике применялись индукционные катушки для зарядки электрических зубных щеток и бритв, но из-за отсутствия единого стандарта этот способ не имел большого распространения. Развитием этой технологии стало появление в 2008 году стандарта Qi, разработанного организацией Wireless Power Consortium. Название стандарта происходит от китайского слова Qi («ци» — пробуждение внутренней энергии к действию).

Qi работает на базе давно известного принципа электромагнитной индукции, за счет которой возможна передача энергии от базы приемнику посредством магнитного поля. База находится в самом устройстве зарядки, а приемник — в смартфоне. Кроме этого, стандарт позволяет передавать данные о заряде устройства, чтобы автоматически прекращать зарядку. При этом не стоит путать NFC и Qi. Наличие поддержки передачи данных на малом расстоянии (NFC) вовсе не говорит о том, что устройство можно заряжать без проводов.

Подключенная к электросети зарядная станция создает переменное магнитное поле, и устройство с соответствующей индукционной катушкой будет получать энергию от поля, индуцируемого зарядной станцией поля, и тем самым возможна передача энергии на небольшое расстояние. Стандарт Qi предусматривает два варианта: низкой мощности — от 0 до 5 Вт для носимой электроники и смартфонов, а также средней мощности — до 120 Вт, который предназначен для зарядки планшетов.

Но, как было сказано ранее, Qi лишь условно можно назвать беспроводным способом зарядки, так как он имеет малый радиус действия, а устройство всегда должно находиться на площадке, которая подключена к сети с помощью провода. Это является одновременно и плюсом, и минусом.

Из-за необходимости держать смартфон на площадке, устройство во время зарядки перестает быть мобильным, и, чтобы не прекращался процесс зарядки, все манипуляции с ним придется производить, не снимая со станции. Но при этом отпадает необходимость постоянно подключать и отключать кабель для зарядки.

Благодаря высокой эффективности Qi (КПД составляет около 80%), которая не сильно уступает проводной зарядке, этот стандарт остается одним из самых популярных среди всех способов беспроводной зарядки. Кроме этого, электромагнитное поле, создаваемое катушкой, абсолютно безвредно.

Среди технологических компаний идет негласное и постоянное соревнование в области внедрения самых современных технологий. И способы зарядки устройств — один из пунктов в этой «гонке вооружений». Известно, что после выхода Samsung Galaxy S6 Edge+ и Galaxy Note5, которые получили возможность зарядки без проводов, южнокорейская компания поспешила поиронизировать над тем, что iPhone этой функции лишены.

«Яблочный» гигант обычно не идет по стопам конкурентов. Именно этим может быть мотивировано желание Apple создать собственную технологию зарядки, которая станет еще проще и удобнее. Но для начала компании придется обуздать законы физики и заставить работать их в свою пользу.

Над беспроводной передачей энергии работают и российские ученые.

Специалисты лаборатории метаматериалов Университета ИТМО и НИИ «Гириконд» разработали систему беспроводной передачи энергии при помощи керамических диэлектриков.

Без использования проводов им удалось передать 1 Вт мощности и зажечь светодиодную лампочку на расстоянии 20–30 см. Более подробно о результатах этой работы сообщается в журнале AppliedPhysicsLetters.

Как бы то ни было, у исследователей весьма оптимистичный взгляд на будущее беспроводной зарядки гаджетов. Согласно исследованию Market Intelligence & Consulting Institute, объем рынка устройств с беспроводной зарядкой батарей в 2014 году достиг $15,8 млрд, и это лишь малая часть всего мирового рынка смартфонов, который составляет $250 млрд. Но в ближайшие пять лет ситуация кардинальным образом должна измениться.

Сектор потребительской электроники до 2019 года составит 95% продаж беспроводных зарядных устройств, при этом доля промышленного сектора, включая автомобильную отрасль, будет расти даже быстрее, чем в медицинской и оборонной отраслях, несмотря на малую долю в сравнении с потребительской электроникой.