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Kontaktlose Energieübertragung

Erfolg bei Mobiltelefonen macht Wireless Power attraktiv

11. Januar 2017, 15:01 Uhr | Von Menno Treffers

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Wireless Power Boom

Wird Apple Wireless Power zum Akku Laden im iPhone 8 anbieten? Hierzu gibt es Gerüchte, aber eine Bestätigung durch Apple steht noch aus. Gewissheit gibt es erst, wenn das iPhone 8 auf den Markt kommt. Sollte Apple Wireless Power zum Laden des Akkus im nächsten iPhone unterstützen, wird dies einen großen Einfluss auf die Nachfrage nach Wireless-Power-Systemen haben. Spürbar werden dürften diese Auswirkungen im Jahr 2018 durch ein Wachstum, das die derzeitigen Prognosen von IHS Markit übersteigt. Abgesehen von den Aussichten im Bereich der Konsumgeräte gibt es allerdings weitere Anwendungen, in denen die kontaktlose Energieübertragung genauso interessant ist – in industriellen Anwendungen und zum Laden der Akkus von Elektrofahrzeugen.

Viele industrielle Produkte können von der kontaktlosen Energieübertragung profitieren. Allerdings waren die Kosten für die Integration der Wireless-Power-Technik für die meisten Anwendungen schlicht zu hoch. Hauptgrund hierfür: Es bedurfte spezieller technischer Fähigkeiten, damit die kontaktlose Energieübertragung zuverlässig und mit hohem Wirkungsgrad funktioniert. Dies hat sich inzwischen geändert, und so stehen Entwicklern jetzt zwei Möglichkeiten offen: Sie können entweder kostengünstige Standard-Bauelemente einsetzen oder auf fertige Wireless-Power-Module zurückgreifen. Sowohl Bauelemente als auch Module werden von mehreren Zulieferern und in unterschiedlichen Leistungsklassen angeboten. Im Jahr 2017 werden deshalb deutlich mehr industrielle Anwendungen die kontaktlose Energieübertragung nutzen.

Hohe Leistung

Das Laden der Akkus von Elektrofahrzeugen erfordert die Übertragung von Leistungen im Bereich von 10 bis 20 kW – rund tausendmal mehr als bei Ladegeräten für Mobiltelefone. Die Leistungselektronik für die kontaktlose Energieübertragung verteuert die Fahrzeuge, und so machen diese Installationen nur einen winzigen Prozentsatz aller Elektrofahrzeuge aus. Damit eine nennenswerte Verbreitung erreicht wird, müssen die Kosten für Wireless-Power-Systeme in Elektrofahrzeugen auf ein Drittel bis ein Fünftel sinken.

Doch es warten noch mehr Herausforderungen wie das Fehlen eines globalen Standards, die entstehende Wärme, die notwendigen Sicherheitsprüfungen oder die Erfüllung der einschlägigen Vorschriften. Um übermäßige Erwärmung zu verhindern, muss der Wirkungsgrad für die kontaktlose Energieübertragung sehr hoch sein. Selbst bei einem Wirkungsgrad von 95 Prozent werden nicht weniger als 1000 W an Wärme entstehen, wenn 20 kW übertragen werden. Zum Erreichen eines hohen Wirkungsgrads aber müssen Sender- und Empfängerspule genau aufeinander ausgerichtet werden, was die exakte Positionierung des Fahrzeuges über dem Wireless-Power-Sender erfordert. Angesichts dieser Herausforderungen ist davon auszugehen, dass die kontaktlose Energieübertragung zum Laden von Elektrofahrzeugen im Jahr 2017 nicht über ein frühes Anfangsstadium hinauskommen wird.

Literatur
[1] Green, D.: Wireless Power Up 40 Percent In 2016, But Could It Have Been More? IHS Markit, 11. Oktober 2016, technology.ihs.com/584460/wireless-power-up-40-percent-in-2016.

Der Autor:

Menno Treffers
ist Vorsitzender des Wireless Power Consortium (WPC), jenes Branchenverbands also, der den Qi-Standard für die kontaktlose Energieübertragung zum Laden von Mobiltelefonen entwickelte. Zuvor arbeitete Treffers bei Koninklijke Philips und One-Red LLC, einem Joint-Venture von Sony, Philips, Pioneer und LG Electronics. Bei One-Red war er für die Geschäftsentwicklung und das Patent-Lizenzprogramm für die DVD Video Disc verantwortlich. Bei Koninklijke Philips entwickelte er das Patent-Lizenzprogramm VEEZA für CD-R-Discs und war aktiv an der Entwicklung verschiedener Industriestandards beteiligt, darunter die Super Audio CD, die Blu-ray Disc und die Zhaga-Standards für LED-Leuchtmittel. Menno Treffers erhielt seinen Doktortitel in Physik von der Universität Leiden (Niederlande).

Menno Treffers

ist Vorsitzender des Wireless Power Consortium (WPC), jenes Branchenverbands also, der den Qi-Standard für die kontaktlose Energieübertragung zum Laden von Mobiltelefonen entwickelte. Zuvor arbeitete Treffers bei Koninklijke Philips und One-Red LLC, einem Joint-Venture von Sony, Philips, Pioneer und LG Electronics. Bei One-Red war er für die Geschäftsentwicklung und das Patent-Lizenzprogramm für die DVD Video Disc verantwortlich. Bei Koninklijke Philips entwickelte er das Patent-Lizenzprogramm VEEZA für CD-R-Discs und war aktiv an der Entwicklung verschiedener Industriestandards beteiligt, darunter die Super Audio CD, die Blu-ray Disc und die Zhaga-Standards für LED-Leuchtmittel. Menno Treffers erhielt seinen Doktortitel in Physik von der Universität Leiden (Niederlande).

Chair@wirelesspowerconsortium.com