على الرغم من أن مفهوم توصيل الطاقة عبر الهواء ليس جديدًا تمامًا بأي حال من الأحوال، إلا أنه لم يستقر المهندسون أخيرًا على طريقة عملية للقيام بذلك إلا منذ بضع سنوات فقط. ما نراه اليوم مع أجهزة الشحن Qi هو في الواقع استمرار لمفهوم تم عرضه في أواخر القرن التاسع عشر .
لا شك أن الرحلة كانت طويلة بالنسبة لتقنية الشحن اللاسلكي، ويبدو أنه على الرغم من أن تقنية الشحن اللاسلكي تحرز تقدماً كبيراً، إلا أن الطريق لا يزال طويلاً قبل أن تصبح تقنية الشحن اللاسلكي بعيدة المدى حقيقة ملموسة. وإذا كان هناك أي شيء، فإن المتطلبات غير الوظيفية لهذه التقنية هي التي تمثل أكبر عقبات التصميم، وليس الأنظمة العملية.
لذلك، أولئك الذين قد يتساءلون متى سيصبح الشحن طويل المدى بتقنية Qi حقيقة واقعة، قد يسعدهم أن يعرفوا أن العديد من مراكز البحث والتطوير تعمل بالفعل على نموذج أولي وظيفي سيتم إطلاقه في موعد أقصاه عام 2024. وبقدر ما نفهم، فإن التحدي الأكبر هو معرفة كيفية جعل نقل الطاقة آمنًا ومضمونًا.
لا يدرك الكثير من الناس هذا الأمر، لكن جسم الإنسان يتمتع بقدرة تحمل محددة للمجالات الكهرومغناطيسية ذات الترددات الراديوية. وتطبق معظم الحكومات في مختلف أنحاء العالم معايير التردد هذه، وهي تتعامل في الغالب مع معدلات امتصاص أي ترددات راديوية في أي بيئة معينة.
المخاوف بشأن التدخل والكفاءة
من أكبر المشكلات التي تواجه تطوير نظام شحن لاسلكي بعيد المدى هي احتمالية التداخل . وهنا نشير إلى مقاييس التداخل الترددي والحقول الكهرومغناطيسية التي يولدها أي منتج في بيئة معينة. ضع في اعتبارك أنه لن يكون من الآمن أن يتداخل الشاحن مع الأجهزة أو الأجهزة الأساسية في الغرفة، وخاصة إذا كنا نتحدث عن الأجهزة الطبية.
كما يتعين علينا أن نتحدث عن التداخل الراديوي فيما يتصل بأجهزة استقبال NFC واستقبال Wi-Fi ومحطات الهواتف المحمولة والأجهزة الإلكترونية في السيارات. ولابد أن نذكر أن تردد التشغيل لنقل الطاقة اللاسلكية القياسية لابد أن يتجاوز 6.78 ميجاهرتز حتى لا يتداخل مع الشبكات اللاسلكية واتصالات نقل البيانات المحمولة.
هناك أيضًا مسألة الكفاءة التي يجب أخذها في الاعتبار. ورغم أن ليس كل مستهلك يمكنه الاهتمام بكفاءة الطاقة اللاسلكية، فإن الهيئات الحكومية تهتم بذلك بالتأكيد. وذلك لأن الأنظمة المهدرة للطاقة يمكن أن تلحق الضرر بالأنظمة اللاسلكية الموجودة مسبقًا والتي تعتبر ضرورية للاستخدام العام.
في الوقت الحالي، يصل نظام الشحن Qi طويل المدى الأكثر كفاءة إلى تحويل 82% من التردد اللاسلكي إلى تيار مستمر داخل مجموعة أجهزة الاستقبال. وفي المستقبل، سيتعين زيادة هذا بشكل كبير دون التأثير على أي أنظمة لاسلكية مجاورة أو فرض أي نوع من المخاطر على الصحة العامة. في الوقت الحالي، تسجل هذه الطريقة خسائر كبيرة في منطقة المرسل بسبب المشكلات المتعلقة بكيفية بناء أجهزة الإرسال.
ولنركز فقط على الجانب المجرد - فمن بين 400 كيلو وات يتم إرسالها، لا يمكن استقبال سوى 34 كيلو وات عبر مسافات متوسطة إلى طويلة المدى. وهذا يعني كفاءة إجمالية تبلغ 7% لنظام يتعين عليه في النهاية أن يتجاوز 80% حتى تتاح له أي فرصة للتنفيذ. ضع في اعتبارك أن هذه الكفاءة تخضع أيضًا لتصميم وبناء جهاز الإرسال، والذي كما أشرنا، يترك الكثير مما هو مرغوب فيه.
الجودة بسعر مرتفع
ورغم مدى التقدم الذي قد تحرزه هذه التكنولوجيا، يتعين علينا أيضاً أن نضع التكلفة في الحسبان قبل أن نبدأ حتى في مناقشة التنفيذ والإنتاج الضخم. ووفقاً لمعظم التقديرات، فإن نظام الشحن اللاسلكي الذي يتمتع بقدرات بعيدة المدى لن يكلف أقل من 900 دولار أو أكثر في الوقت الحالي بسبب القيود التكنولوجية.
لا شك أن أي شاحن مهما كان فعالاً وعملياً، لن يكون من السهل بيعه بسعر يكاد يكون مساوياً لسعر هاتف ذكي عادي. ناهيك عن مشكلات التوافر والتوافق التي قد تواجهها الشركات المصنعة إذا حاولت جعل أجهزتها متوافقة مع مثل هذا الشاحن الباهظ الثمن.
من غير العملي في الوقت الحالي طرح نموذج يرضي مخاوف الجميع مع الحفاظ على سعر شراء منخفض بما يكفي لتبرير الاستثمار. ومع ذلك، فإن الأخبار التي نتلقاها من أمثال سامسونج وهواوي تجعلنا نعتقد أن حلاً أكثر ملاءمة وبأسعار معقولة على وشك الظهور، وإن كان ذلك في غضون بضع سنوات أو نحو ذلك.
ماذا يخبئ المستقبل
بالنظر إلى ما يقدمه السوق حاليًا، يمكننا أن نستنتج أنه بمجرد تطوير نموذج أولي قابل للتطبيق، لن يستغرق الأمر أكثر من عامين للوصول إلى السوق العالمية. ومع ذلك، هناك أسئلة يجب طرحها حول جهاز شحن Qi طويل المدى فعال ومتوافق على نطاق واسع.
ومن بين هذه الأسئلة: هل يستطيع شاحن لاسلكي طويل المدى أن يوصل شحنته مع الحفاظ على مستويات مقبولة من التعرض للترددات الراديوية؟ وإذا كان الأمر كذلك، فما هي متطلبات السلامة والتداخل مع الترددات الراديوية والكفاءة التي قد يفي بها مثل هذا الجهاز؟ وغني عن القول إن الشاحن اللائق لابد أن يفي بمتطلبات الكفاءة والوظائف دون أي قيود عملية.
على سبيل المثال، يتعين على الشاحن بعيد المدى بالمعنى الحقيقي للكلمة أن يصل إلى الأجهزة في أي موضع تقريبًا ضمن نطاق محدد حتى عندما يكون الجهاز متحركًا . كما ترى، تتطلب خيارات المدى البعيد المتاحة لنا في الوقت الحالي إبقاء الجهاز ثابتًا في مكان محدد داخل الغرفة، وهو ما قد يشكل إزعاجًا كبيرًا في بيئة ديناميكية مثل المكتب الحديث.
أخيرًا وليس آخرًا، يجب أن يحافظ الشاحن اللاسلكي طويل المدى اللائق على الأداء المثالي وأن يوصل شحنته بغض النظر عن غلاف الجهاز المستهدف. كما يجب أن يعمل بشكل جيد عندما يكون الجهاز بالقرب من محول Wi-Fi أو جهاز استقبال NFC أو محطة الهاتف المحمول أو إلكترونيات السيارة من مجموعة متنوعة.
في الوقت الحالي، يعد معيار Qi هو المعيار الوحيد الذي أثبت فعاليته العملية وسهولة استخدامه من قِبَل المستهلكين، حيث تم بيع ما يقرب من 100 مليون شاحن Qi في جميع أنحاء العالم. ليس هذا فحسب، بل يبدو أن كل جهاز من الجيل التالي يشتمل على قدرات شحن Qi، وهو ما يتحدث كثيرًا عن الموثوقية التي يوفرها شحن Qi.
