Finlandiya'dan kablosuz elektrikte dikkat çeken adım: Enerji gerçekten havadan taşınabilir mi?

Telefonlarımızı, robotları hatta dronları kabloya bağlamadan şarj etmek mümkün mü? Finlandiya'daki araştırmalar, elektriğin elektromanyetik alanlar yardımıyla kablosuz aktarılmasında önemli ilerlemeler sağlandığını gösteriyor. Ancak sosyal medyada görülen “şehirlerin kablosuz elektrikle beslenmesi” görüntülerine karşı dikkatli olmak gerekiyor.
Elektriğin kablosuz olarak aktarılması uzun zamandır bilim dünyasının üzerinde çalıştığı alanlardan biri. Finlandiya'daki Aalto Üniversitesi araştırmacıları da bu teknolojinin önemli sorunlarından birine odaklanıyor: Enerjiyi daha uzak mesafelere mümkün olduğunca az kayıpla ulaştırmak.
Üstelik teknoloji yalnızca teoriden ibaret değil.
Kablosuz elektrik nasıl çalışıyor?
Aslında çoğumuz bu teknolojinin basit bir biçimini günlük hayatımızda kullanıyoruz.
Kablosuz telefon şarj cihazları ve elektrikli diş fırçalarının şarj üniteleri bunun en bilinen örnekleri.
Temel mantık oldukça basit: Vericide bulunan bobinden geçen alternatif elektrik akımı değişken bir elektromanyetik alan oluşturuyor. Alıcı taraftaki bobin ise bu alanın taşıdığı enerjinin bir bölümünü yeniden elektrik enerjisine dönüştürüyor.
Ancak önemli bir sorun bulunuyor.
Mesafe arttıkça enerji aktarımındaki verim ciddi biçimde düşüyor.
Aalto Üniversitesi araştırmacılarının 2023 yılında Physical Review Applied dergisinde yayımlanan hakemli çalışması tam olarak bu probleme yoğunlaştı. Araştırmacılar, verici ve alıcı antenlerin etkileşimini optimize ederek daha uzun mesafelerde enerji aktarımının verimliliğini geliştirmeye yönelik bir yöntem ortaya koydu. �
Aalto University's research portal
Aalto Üniversitesi'nin açıklamasına göre araştırmacılar, yarıçapı yaklaşık 3,6 santimetre olan iki küçük halka anten arasında 18 santimetrelik mesafeden enerji aktarımı üzerinde deneyler gerçekleştirdi. Araştırmanın temelinde “radyasyon bastırma” mekanizmasının enerji transferindeki kayıpları azaltmak amacıyla kullanılması bulunuyor. �
Aalto Üniversitesi
Drone deneyinde dikkat çekici sonuç
Araştırmanın daha somut kullanım alanlarından biri ise dronlar.
Aalto Üniversitesi araştırmacıları tarafından geliştirilen başka bir prototip, 6,78 MHz frekansta çalışan manyetik rezonanslı kablosuz güç aktarım sistemi kullanıyor.
Deney sonuçları oldukça dikkat çekici:
90 watt güç, 20 santimetre mesafeden yaklaşık yüzde 70 verimle aktarılabildi.
Mesafe 30 santimetreye çıktığında ve alıcı-verici arasında 20 santimetrelik yatay hizalama farkı bulunduğunda dahi sistemin veriminin yüzde 50'nin üzerinde kalabildiği bildirildi. �
Aalto University's research portal
Bu özellikle dronlar açısından önemli.
Çünkü gelecekte bir drone, hassas biçimde bir şarj fişine bağlanmak yerine uygun bir şarj platformunun üzerine veya yakınına gelerek enerji alabilir.
Peki elektrik gerçekten “havadan” mı gidiyor?
Bir bakıma evet.
Fakat burada önemli bir ayrıntı bulunuyor.
Elektrik akımı kablodan çıkıp görünmez bir elektrik kablosu gibi havada ilerlemiyor.
Verici tarafındaki elektrik enerjisi elektromanyetik alana dönüştürülüyor. Alıcı sistem bu enerjiyi yakalıyor ve tekrar kullanılabilir elektrik enerjisine çeviriyor.
Dolayısıyla “kablosuz elektrik” ifadesi günlük kullanım açısından doğru olsa da olayın arkasında elektromanyetik enerji aktarımı bulunuyor.
Sosyal medyadaki görsel gerçeği yansıtıyor mu?
Burada dikkatli olmak gerekiyor.
Sosyal medyada Finlandiya'daki bir şehrin üzerinde tek bir merkezden evlere doğru yayılan elektrik ışınlarının gösterildiği görseller dolaşıyor.
AydınHaberci.com'un incelemesine göre, Finlandiya'da bu görselde gösterildiği biçimde bütün bir şehri kablosuz olarak elektrikle besleyen bir sistem bulunduğunu doğrulayan güvenilir bilimsel kaynak yok.
Aalto Üniversitesi'nin doğrulanabilen çalışmaları çok daha kontrollü mesafelerde ve özel verici-alıcı sistemleri üzerinde gerçekleştiriliyor. �
Aalto Üniversitesi +1
Bu nedenle söz konusu görseli teknolojinin gelecekteki kullanımını anlatan temsili bir çalışma olarak değerlendirmek daha doğru.
Elektrik kabloları ortadan kalkacak mı?
Şimdilik hayır.
Aalto araştırmacılarının çalışmasında da geleneksel indüktif sistemlerin kısa mesafelerde yaklaşık yüzde 80–90 seviyelerinde verim sağlayabildiği, fakat mesafe büyüdükçe verimin ciddi şekilde düştüğü belirtiliyor. �
Aalto University's research portal
Özellikle şehirlerin, fabrikaların ve evlerin ihtiyaç duyduğu büyük miktarlardaki enerjinin kilometreler boyunca taşınmasında elektrik şebekeleri hâlâ son derece önemli.
Bu nedenle Finlandiya'daki araştırmayı “elektrik kablolarının sonu” olarak değerlendirmek doğru olmaz.
Asıl potansiyel başka alanlarda bulunuyor.
Gelecekte nerelerde kullanılabilir?
Kablosuz enerji aktarımı yeterince gelişirse elektrikli araçların şarj alanlarında, fabrika ve depo robotlarında, sensörlerde, biyomedikal cihazlarda ve dronlarda önemli kullanım alanları ortaya çıkabilir.
Aalto Üniversitesi de kablosuz enerji aktarımının yalnızca telefon ve elektronik cihazlarla sınırlı olmadığını; batarya kapasitesi sınırlı biyomedikal implantların da gelecekte bu teknolojiden yararlanabileceğini belirtiyor. �
Aalto Üniversitesi
Özellikle sürekli çalışan robotların belirli noktalardan geçerken enerji alması veya dronların görev sırasında otomatik şarj noktalarını kullanması, teknolojinin pratik sonuçlarından biri olabilir.
Asıl devrim kablosuz şehir olmayabilir
Kablosuz elektrik araştırmalarındaki en önemli gelişme, enerjinin “havada serbestçe dolaşması” değil.
Asıl ilerleme; elektromanyetik enerjinin daha kontrollü gönderilmesi, doğru alıcıya ulaştırılması ve mümkün olduğunca az kayıpla tekrar elektriğe dönüştürülmesi.
Aalto Üniversitesi'ndeki çalışmalar da bilim insanlarının aktarım mesafesini artırırken verim kaybını azaltmaya çalıştığını gösteriyor. �
Aalto University's research portal +1
Bugün birkaç santimetrelik kablosuz telefon şarjını sıradan görüyoruz.
Belki gelecekte aracımızın, robotların veya dronların belirli alanlara girdiklerinde herhangi bir fişe ihtiyaç duymadan enerji almasını da aynı derecede sıradan karşılayacağız.
Ancak bilimsel verilerin bugün söylediği şey açık: Kablosuz enerji gerçek, hızla gelişiyor; fakat şehirleri kablosuz elektrikle besleyen bir gelecek henüz kapımızda değil.