De nieuwe techniek moet elektrische veerboten, vrachtwagens en bussen draadloos kunnen opladen. Net zoals dat gebeurt met elektrische tandenborstels of sommige telefoons. Of zoals je pannen verwarmt op een inductiekookplaat. Er werd al geëxperimenteerd met inductieladen voor elektrische auto’s, maar grotere voertuigen zoals vrachtwagens en veerboten zijn lastiger draadloos op te laden. Er moet namelijk veel energie worden overgebracht.
Nieuw type halfgeleider
Nu hebben onderzoekers van het Zweedse onderzoeksinstituut een nieuw type halfgeleider ontwikkeld waardoor er veel meer energie overgebracht kan worden. De nieuwe halfgeleider is gemaakt op basis van siliciumcarbide, een koperdraad. De draad is zo dun als een mensenhaar, tussen de 70 en 100 micron dik, maar kan veel sneller energie overbrengen dan traditionele methoden.
Zo werkt draadloos opladen
Draadloos laden, ook wel inductieladen genoemd, werkt met magnetische velden. De energie van de inductielader wordt naar het accupakket van bijvoorbeeld een elektrische auto overgebracht zonder kabels. Daar zijn twee magnetische spoelen spoelen voor nodig. Eén magneet zit onder de auto, en één magneet zit in de grond in een laadplatform. Spanningsverschillen tussen de magneetspoelen zorgen ervoor dat er energie wordt overgedragen.
Het systeem van Chalmers werkt op gelijkstroom en heeft vergeleken met een laadsysteem met kabels een rendement van 98 procent. "Er ontstaan verliezen, of je nu gewoon via een kabel oplaadt of via inductie. Door de efficiëntie die we nu hebben bereikt, kunnen de verliezen bij inductieladen bijna net zo laag zijn als bij een standaard laadsysteem. Het verschil is zo klein dat het praktisch te verwaarlozen is. Het gaat om één of twee procent", legt professor Yujing Liu, van Chalmers University uit. Per twee vierkante meter kan het 500 kilowatt overbrengen over een maximale afstand van 15 centimeter.
Voordelen van inductieladen
De technologie van Chalmers zorgt voor snellere energieoverdracht dan opladen met een stekker. Liu, hoogleraar Electric Power Engineering aan de afdeling Elektrotechniek van Chalmers, is nauw betrokken bij de elektrificatie van het transportsysteem en ziet dat de nieuwe laadtechniek klaar is voor de markt.
Waar we de techniek binnenkort kunnen zien? “In de kade kun je bijvoorbeeld een systeem laten inbouwen dat elektrische veerboten oplaadt terwijl passagiers in- en uitstappen. Automatisch en volledig onafhankelijk van weer en wind kan er 30 tot 40 keer per dag worden opgeladen”, zegt Liu in een persbericht.
Ook voor elektrische vrachtwagens is het in de toekomst een interessante toepassing, ziet Liu. “Het probleem met kabels is namelijk dat het opladen van vrachtwagens met voldoende hoog vermogen moet gebeuren. De laadkabels zijn dan erg dik, zwaar en moeilijk te hanteren”, zegt Liu. Met draadloos laden heb je dat probleem niet.
De nieuwe halfgeleiders zorgen voor hogere spanning en temperatuur waardoor er veel meer energie overgebracht kan worden. “Eerdere systemen voor draadloos opladen van voertuigen gebruikten frequenties van 20 kilohertz, net als een normale kookplaat. De energieoverdracht was niet echt efficiënt. Nu werken we met frequenties die vier keer zo hoog zijn. Opeens wordt inductieladen aantrekkelijk”, zegt Liu.
Volledig over op draadloos laden?
Liu denkt niet dat opladen via inductie uiteindelijk het opladen met een kabel zal vervangen. “Maar het kan dingen gemakkelijker maken bij het elektrificeren van grotere voertuigen en zo de uitfasering van bijvoorbeeld dieselveerboten versnellen.”
Verschillende bedrijven voeren al tests uit met draadloos opladen van grotere voertuigen. Zo experimenteerde verschillende automerken, zoals Volvo en BMW met draadloze laadsystemen voor elektrische auto’s. In het Zweedse Göteborg worden al elektrische bussen, taxi's en veerboten opgeladen met de inductietechniek.
Meer lezen?
schrijf je in voor de nieuwsbrief
Wil jij iedere ochtend rond 7 uur het laatste nieuws over duurzaamheid ontvangen? Dat kan!
Schrijf je nu in
