無線趨勢創造無限商機,日企搶進無線供電應用領域

 

刊登日期:2022/4/20
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范淑櫻編譯

日本開始積極推動「無線供電」技術的實用化,總務省也計畫在2022年3月前分配3個頻段的專用無線電波。目前日本、美國及中國皆競相發展無線供電技術,10年後估計超過1兆5,000億日圓的全球市場爭奪戰已全面啟動。

透過近距離接觸專用設備對數位裝置進行充電的無線供電方式已在部分智慧型手機等設備上達到實用化,且即使稍遠距離也能予以供電的技術亦不斷推展中。無線供電技術可望減少或消除對電線、電池的需求,同時開創出廣泛的應用可能性,因此無線供電被視為功率電子領域「最後的前線(Last Frontier)」。

1.5兆日圓無線供電市場爭奪戰
根據日本矢野經濟研究所的調查顯示,全球無線供電市場正以每年超過10%的速度持續擴大,預估至2031年將比2021年成長約3.6倍,達到1兆5,500億日圓規模。

矢野經濟指出,在以智慧型手機為主的小型電子機器方面,中低價位產品也逐漸將無線供電系統列為標配,並擴大至平板電腦、揚聲器等利基領域,採用率正逐年成長。在自動搬運系統、製造設備等產業機器用途方面,為實現省人力/無人化並提升搬運效率,工廠導入無線供電系統將更為普及。

而受到萬眾矚目的電動車應用領域,目前部分國家僅以選配展開銷售,未達正式採用的階段,預估2030年後將正式步入成長軌道,首先從停車時無線供電系統開始普及,爾後階段性發展至可供商用車在行駛中充電的無線供電系統。此外,包含日本在內的多數國家因面臨少子高齡化社會,對於搬運車、小型交通工具、電動腳踏車等交通用途的無線供電系統需求可望持續走揚。

矢野經濟亦表示,以往對於產品製造的思維模式偏向大眾取向產品、大量生產壓低價格的形式,但以目前的無線供電市場而言,創造出可讓對世界動向具敏銳性之創新者感動的產品才是重點,方能促進無線供電普及化的實現。

企業加速開發無線供電應用
向稍遠處無線發送電力的方法有使用電磁波一類的微波或透過磁場等方式。由於電波法的規定,造成實用化的高門檻,目前日本國內的微波供電僅限於實驗性質。不過近年日本政府改採扶持方針,從制度面逐步實現環境整備的目標,總務省亦計畫於2022年3月前修訂電波法的規定條例,將920 MHz(辦公室等有人環境)及2.4 GHz、5.7 GHz(工廠等無人環境)等3個頻段分配給無線供電使用,首先允許在室內使用,並計劃2024年前後允許在室外使用無線供電。

企業端的開發也在加速中,例如機械零組件與電子設備製造商MinebeaMitsumi即與京都大學合作,利用無線供電進行隧道的維護、檢查。研究團隊在隧道內安裝感測器後,透過行駛車輛對感測器施加微波,在供電的同時取得感測器資訊,並已成功地進行了螺栓鬆動狀態檢查的實驗。今後只須通過隧道,即可望自動蒐集漏水、裂縫等資訊,從而實現基礎設施檢查的省人工化與效率化。

Panasonic也自2021年度著手展開物聯網(IoT)感測器用途之無線供電的實證實驗。在5~10公尺範圍內可同時對多個感測器供應1 W的電力,另一特點則是與感測器一體化的接收組件尺寸小如名片。預期可利用於照護管理、工廠、辦公空間等場域。Panasonic也透過天線、內部電路的設計,讓接收方可以有效率地活用較微弱的無線電波。

除此之外,另有利用多個電力傳輸機在特定點合成電力並供電的技術開發亦持續推展中。由於個別電力傳輸機的輸出功率較弱,將可降低對人體的影響,並從而降低成本。例如,與日本半導體、電子製品商社---丸文共同合作的美國無線供電技術開發商Ossia即推動對特定目標傳輸電波的技術開發,由電力傳輸端利用信標訊號(Beacon Signal)檢測出供電路徑,在接收端以焦點聚合方式接收電力,即使接收方移動亦可進行充電。Ossia開發的無線供電送電機(2.4 GHz頻段)可 ---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。


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