ชาร์จแบบไร้สาย ทำงานอย่างไร

คุณสมบัติหนึ่งที่มีในโทรศัพท์มือถือรุ่นใหม่ๆ หลายรุ่น คือ การชาร์จแบตเตอรี่แบบไร้สาย เพียงแค่วางเครื่องโทรศัพท์มือถือลงบนแท่นวางเท่านั้น แบตเตอรี่ก็จะได้รับกระแสไฟฟ้าเข้าไปโดยไม่ต้องมีสายเสียบให้เกะกะวุ่นวาย การชาร์จแบตเตอรี่ไร้สาย (Wireless Charging/Inductive Charging) อาศัยหลักการเหนี่ยวนําสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ตามกฎการเหนี่ยวนําของฟาราเดย์ ตั้งชื่อตามไมเคิล ฟาราเดย์ (Michael Faraday) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ผู้คิดค้นเครื่องกําเนิดไฟฟ้าหรือไดนาโม ที่ว่า “กระแสไฟฟ้าจะถูกเหนี่ยวนําให้เกิดขึ้นในวงจร จากการเปลี่ยนแปลงสนามแม่แหล็ก”

ลักษณะการชาร์จไร้สาย ทำงานโดยที่แท่นชาร์จไร้สายและด้านหลังของโทรศัพท์มือถือ จะมีขดลวดโลหะเหนี่ยวนําอยู่ เมื่อแท่นชาร์จได้รับไฟฟ้ากระแสสลับจากเต้าเสียบจะเกิดสนามแม่เหล็กขึ้นรอบขดลวดเหนี่ยวนํา และเมื่อวางโทรศัพท์ลงไปที่แป้นรับ จะเกิดสนามแม่เหล็กรอบขดลวดและโลหะเหนี่ยวนำของโทรศัพท์เช่นกัน การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กที่แท่นชาร์จและด้านหลังของโทรศัพท์มือถือ ในระดับที่สอดคล้องกันจะทําให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น

ในปัจจุบันมีระบบการชาร์จแบตเตอรี่ไร้สายอยู่หลายระบบ ซึ่งใช้ระดับความถี่ในการเชื่อมต่อต่างกัน ตัวอุปกรณ์ และแท่นชาร์จต้องรองรับระบบเดียวกันจึงจะชาร์จไฟได้ หากจะซื้อแท่นชาร์จไร้สายจึงควรตรวจสอบว่ารองรับระบบ เดียวกันกับอุปกรณ์หรือไม่ (หนึ่งอุปกรณ์อาจรองรับได้ หลายระบบ) โดยระบบหลักที่มีการใช้งานมากที่สุดในโลกคือระบบ “Qi” ที่มาจากภาษาจีน (气) ออกเสียงว่า “ชี่” แปลว่าพลังงานชีวิต ระบบ “Qi” พัฒนาโดยกลุ่ม WPC (Wireless Power Consortium) ซึ่งมีสมาชิกกว่า 600 บริษัท รวมถึงบริษัทใหญ่ อย่าง Apple, Google, Samsung, LG, Toshiba และ Panasonic

นอกจากโทรศัพท์มือถือแล้ว ยังมีเครื่องอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ สามารถชาร์จ แบบไร้สายได้ เช่น นาฬิกาสมาร์ทวอทช์, หูฟังไร้สาย, ลําโพงไร้สาย, แปรงสีฟันไฟฟ้า นอกจากเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กแล้ว รถยนต์ไฟฟ้าก็สามารถชาร์จแบบไร้สายได้เช่นกัน โดยใช้ระบบการชาร์จจากบริษัท WiTricity ซึ่งเป็นบริษัทที่มุ่งเน้นด้านการทําระบบการชาร์จไร้สายสําหรับยานพาหนะ แท่นชาร์จของ WiTricity สามารถชาร์จไฟให้กับตัวรับที่ห่างจากแท่นถึง 9 นิ้ว ทําให้สามารถทําแท่นชาร์จที่เพียงนํารถมาจอดเหนือแท่นก็สามารถชาร์จไฟได้ ซึ่งในปัจจุบันค่ายรถหลายแบรนด์เริ่มผลิตรถที่สามารถชาร์จแบบไร้สายได้ออกสู่ท้องตลาดแล้ว เช่น Mercedes-Benz, BMW และ McLaren หรือมีความคิดในการติดตั้งแท่นชาร์จบริเวณป้ายรถประจําทาง เมื่อต้องจอดรอรับผู้โดยสาร ก็จะทําให้รถประจำทางไฟฟ้าได้รับการชาร์จไฟเป็นระยะๆ ทั้งวันโดยไม่ต้องหยุดจอดเสียบปลั๊กเพื่อชาร์จไฟได้อีกด้วย

แม้จะยังเป็นเพียงแค่ไอเดีย แต่ก็มีการวิจัยและพัฒนารถพลังงานไฟฟ้าให้ใช้งานทดแทนรถพลังงานน้ำมันได้สมบูรณ์มากขึ้น บริษัท โกลบอล เพาเวอร์ ซินเนอร์ยี่ จํากัด (มหาชน) หรือ GPSC ได้ลงนามบันทึกความเข้าใจ (MOU) กับ 9 บริษัทในกลุ่มอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า เพื่อพัฒนาต้นแบบชุดแบตเตอรี่ สถานีและระบบสับเปลี่ยนแบตเตอรี่ (Battery Swapping System) ที่ผู้ใช้รถไฟฟ้าสามารถแจ้งความต้องการเปลี่ยนแบตเตอรี่ผ่านแอปพลิเคชั่นไปที่สถานีปลายทาง ที่สถานีจะเปลี่ยนแบตลูกใหม่ที่พลังงานไฟฟ้าเต็มให้ และนําแบตลูกเก่าเข้าระบบชาร์จต่อไป ซึ่งมีตัวอย่างระบบสถานีสับเปลี่ยนแบตเตอรี่ที่ประสบความสําเร็จแล้วในประเทศจีน ทําให้รถไฟฟ้าสามารถเดินทางไกลได้โดยไม่ต้องเสียเวลาหยุดชาร์จแบตระหว่างทาง

บริษัท โกลบอล เพาเวอร์ ซินเนอร์ยี่ จํากัด (มหาชน) หรือ GPSC หนึ่งในผู้นำด้านนวัตกรรมพลังงานหมุนเวียน ได้ดำเนินการพัฒนาทั้งแบตเตอรี่และระบบกักเก็บพลังงานรูปแบบต่างๆ อย่างต่อเนื่อง เพื่อยกระดับอุตสาหกรรมและความมั่นคงด้านพลังงานของประเทศไทย ตามเป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืน

อ้างอิง
https://qi-wireless-charging.net
https://www.computerworld.com
http://www.bangkokgis.com
http://elearning.psru.ac.th