Draadloze laadmat maakt stopcontacten voor elektrische auto’s overbodig

Stel je voor: je komt thuis na een lange dag werken, parkeert je elektrische auto op de oprit en de volgende ochtend is hij volledig opgeladen. Zonder gedoe met kabels, zonder zoektocht naar een vrije laadpaal. Deze droom komt steeds dichterbij dankzij de opkomst van draadloze laadmatten. De belofte van een toekomst waarin laadpalen overbodig worden, is niet langer science fiction.

De elektrische auto is aan een onstuitbare opmars bezig. In Nederland steeg het aantal elektrische auto’s in 2023 met meer dan 30% (RVO) . Deze groei vereist een adequate laadinfrastructuur, maar de huidige laadpalen zijn niet altijd de ideale oplossing. Ze zijn duur om aan te leggen en in te onderhouden, nemen veel ruimte in beslag in stedelijke omgevingen, en leiden vaak tot wachtrijen en frustratie. Draadloos laden biedt een aantrekkelijk alternatief dat deze problemen kan oplossen.

Wat is draadloos laden?

Draadloos laden, ook wel inductief laden genoemd, is een technologie die energie overdraagt via een magnetisch veld. Het is vergelijkbaar met de manier waarop je je smartphone draadloos kunt opladen. Laten we de basisprincipes, technologieën en voordelen eens nader bekijken.

De basisprincipes

Het basisprincipe van inductief laden is inductieve energieoverdracht. Een zendspoel in de laadmat creëert een magnetisch veld wanneer er elektriciteit doorheen stroomt. Een ontvangstspoel in de auto, meestal aan de onderkant van het voertuig, vangt dit magnetische veld op en zet het om in elektriciteit, die vervolgens de batterij van de auto oplaadt. De efficiëntie van dit proces hangt af van de afstand tussen de spoelen en de nauwkeurigheid van de uitlijning. Hoe dichter de spoelen bij elkaar en hoe beter ze zijn uitgelijnd, hoe minder energie er verloren gaat.

Verschillende factoren kunnen het rendement van draadloos opladen beïnvloeden, waaronder:

• **Afstand tussen de spoelen:** Een kleinere afstand resulteert in een hoger rendement.
• **Uitlijning van de spoelen:** Een optimale uitlijning minimaliseert energieverlies.
• **Kwaliteit van de spoelen:** Betere spoelen zorgen voor een efficiëntere energieoverdracht.
• **Omgevingstemperatuur:** Extreme temperaturen kunnen de prestaties beïnvloeden.

Verschillende draadloze laadtechnologieën

Er zijn verschillende draadloze laadtechnologieën voor elektrische auto’s in ontwikkeling en gebruik. Twee belangrijke varianten zijn resonant inductief laden en magnetisch gekoppeld resonant laden. Deze technologieën verschillen in hun tolerantie voor uitlijning en hun vermogen om energie over grotere afstanden over te dragen.

• **Resonant inductief laden:** Deze technologie is minder gevoelig voor de exacte positie van de auto ten opzichte van de laadmat, wat het gebruiksgemak vergroot. Het nadeel is dat het rendement over grotere afstanden kan afnemen.
• **Magnetisch gekoppeld resonant laden:** Deze technologie is in staat om hogere vermogensniveaus te leveren en is minder gevoelig voor vreemde objecten tussen de spoelen. Dit maakt het een robuustere oplossing voor openbare laadlocaties.

Standaardisatie is cruciaal voor de brede acceptatie van inductief laden. Twee belangrijke standaarden zijn de Qi-standaard en SAE J2954. De Qi-standaard wordt voornamelijk gebruikt voor kleinere apparaten zoals smartphones, terwijl SAE J2954 is ontwikkeld voor automotive toepassingen en de compatibiliteit tussen verschillende voertuigen en laadsystemen beoogt te waarborgen (SAE J2954 Standaard) .

Voordelen ten opzichte van conventioneel laden

Inductief laden biedt diverse voordelen ten opzichte van het opladen met kabels. Het grootste voordeel is het gemak: je hoeft alleen maar je auto te parkeren op de laadmat en het opladen begint automatisch. Dit is vooral handig voor mensen met een beperking die moeite hebben met het aansluiten van kabels.

Naast het gemak biedt draadloos opladen ook esthetische voordelen. Er zijn geen lelijke laadpalen meer nodig in openbare ruimtes, wat bijdraagt aan een aantrekkelijker straatbeeld. Bovendien zijn draadloze laadmatten minder gevoelig voor vandalisme en weersinvloeden dan laadpalen, waardoor ze een duurzamere oplossing zijn.

De voordelen van draadloos laden in detail

Inductief laden biedt meer dan alleen gemak. Laten we eens dieper ingaan op de specifieke voordelen, zoals gebruiksgemak, kostenbesparingen en verbeterde netwerkstabiliteit. Deze voordelen maken draadloos laden een serieuze concurrent voor traditionele laadpalen.

Gebruiksgemak en toegankelijkheid

Het gebruiksgemak van draadloos laden is ongeëvenaard. Stel je de volgende scenario’s voor:

• **Thuis:** Je komt thuis, parkeert je auto in de garage of op de oprit en de auto laadt automatisch op gedurende de nacht.
• **Werk:** Je parkeert je auto op de parkeerplaats van je werk en de auto laadt op tijdens kantooruren.
• **Openbare ruimte:** Draadloze laadmatten zijn ingebouwd in parkeerplaatsen bij winkelcentra, restaurants en andere openbare locaties.

Voor mensen met een beperking is draadloos opladen een uitkomst. Het elimineert de noodzaak om te worstelen met zware en onhandige laadkabels. Dit maakt elektrisch rijden toegankelijker voor een grotere groep mensen, zo stelt ook de ANWB .

Kostenbesparingen

Draadloos laden kan aanzienlijke kostenbesparingen opleveren, zowel voor individuele gebruikers als voor steden en bedrijven. De installatiekosten van draadloze laadinfrastructuur zijn over het algemeen lager dan die van laadpalen, omdat er minder graafwerk en minder complexe elektrische installaties nodig zijn. Bovendien zijn de operationele kosten mogelijk lager, omdat draadloze laadmatten minder onderhoud vereisen.

Daarnaast kan inductief laden leiden tot energie-efficiëntieverbeteringen. Door slim laden en dynamische vermogensaanpassing kan energie efficiënter worden gebruikt en kan de belasting van het elektriciteitsnet worden verminderd.

Een vergelijking van de geschatte kosten:

Kostenpost	Laadpaal	Draadloze Laadmat
Installatiekosten	€1.500 – €5.000	€1.000 – €3.000
Onderhoud per jaar	€100 – €300	€50 – €150
Energie-efficiëntie	85% – 95%	80% – 90%

Verbeterde netwerkstabiliteit met V2G technologie

Draadloos laden maakt de weg vrij voor nieuwe technologieën die de stabiliteit van het elektriciteitsnet kunnen verbeteren. Een voorbeeld hiervan is “vehicle-to-grid” (V2G) technologie, waarbij elektrische auto’s energie terugleveren aan het net tijdens piekuren. Dit kan helpen om de vraag naar elektriciteit te balanceren en het risico op stroomuitval te verminderen, aldus onderzoek van Universiteit Delft .

Slim laden is een andere mogelijkheid. Hierbij worden auto’s opgeladen tijdens daluren, wanneer de elektriciteit goedkoper is en de belasting van het net lager is. Dit kan de kosten voor gebruikers verlagen en de algehele efficiëntie van het elektriciteitsnet verbeteren.

Uitdagingen en beperkingen van draadloze laadtechnologie

Ondanks de vele voordelen zijn er ook uitdagingen en beperkingen die overwonnen moeten worden voordat draadloos opladen op grote schaal kan worden toegepast. Deze omvatten efficiëntie en energieverlies, implementatiekosten, standaardisatie en veiligheidsoverwegingen. Het aanpakken van deze uitdagingen is cruciaal voor de toekomst van draadloos laden.

Efficiëntie en energieverlies

Draadloos laden is over het algemeen minder efficiënt dan bekabeld laden. Dit betekent dat er meer energie verloren gaat tijdens de overdracht. Verschillende factoren kunnen de efficiëntie beïnvloeden, zoals de afstand tussen de spoelen, de uitlijning en de temperatuur. De efficiëntie van draadloos laden ligt tussen de 80% en 90%, terwijl bekabeld laden een efficiëntie van 90% tot 95% kan bereiken TNO . Dit betekent dat er bij draadloos laden tot 10% meer energie verloren gaat als warmte.

Kosten van implementatie

De initiële kosten van draadloze laadmatten en de benodigde aanpassingen aan voertuigen kunnen aanzienlijk zijn. Een economische analyse is nodig om te bepalen wanneer inductief laden kosteneffectiever wordt dan laadpalen. Factoren die hierbij een rol spelen, zijn de prijs van elektriciteit, de gebruiksfrequentie van de laadmat en de levensduur van de apparatuur.

Naast de aanschafkosten is het belangrijk om rekening te houden met de volgende kosten:

• **Installatiekosten:** Het aanleggen van de laadmat en de benodigde elektrische aansluitingen.
• **Onderhoudskosten:** Regelmatig onderhoud om de laadmat in goede staat te houden.
• **Energiekosten:** De kosten van de elektriciteit die wordt gebruikt om de auto op te laden.

Standaardisatie en interoperabiliteit

Een cruciaal aspect voor de wijdverspreide adoptie van draadloos laden is standaardisatie. Zonder universele standaarden, kan het risico ontstaan dat autofabrikanten propriëtaire systemen ontwikkelen die niet compatibel zijn met systemen van andere merken. Dit zou de adoptie van draadloos laden aanzienlijk kunnen belemmeren. De SAE J2954 standaard is een belangrijke stap in de goede richting, maar verdere samenwerking en overeenstemming tussen fabrikanten is essentieel om een universele en interoperabele draadloze laadinfrastructuur te realiseren. Dit bevordert de keuzevrijheid voor consumenten en stimuleert de groei van de markt SAE Website .

Veiligheidsoverwegingen: EMV en cybersecurity

Veiligheid is een ander belangrijk aandachtspunt. Blootstelling aan elektromagnetische velden (EMV) is een potentieel gezondheidsrisico dat zorgvuldig moet worden overwogen. Er is meer onderzoek nodig om veilige limieten voor EMV blootstelling vast te stellen en effectieve afschermingstechnieken te ontwikkelen. Daarnaast is cybersecurity een cruciale overweging, aangezien draadloze laadsystemen en voertuigen kwetsbaar kunnen zijn voor hacking. Het is essentieel dat er robuuste beveiligingsmaatregelen worden getroffen om ongeautoriseerde toegang te voorkomen en de privacy en veiligheid van gebruikers te waarborgen Cybersecurity Magazine . Ook moet het risico op oververhitting en brand als gevolg van defecte apparatuur geminimaliseerd worden. Regelmatige inspectie en onderhoud van de systemen zijn belangrijk om deze risico’s te beperken.

Voorbeelden en innovaties in inductief laden

Draadloos laden is niet langer een theoretisch concept. Er zijn al diverse pilotprojecten en commerciële implementaties in verschillende landen. Laten we eens kijken naar enkele succesverhalen en innovatieve toepassingen.

Bestaande draadloze laadprojecten

In Oslo, Noorwegen, zijn er bijvoorbeeld pilotprojecten waarbij taxi’s draadloos worden opgeladen tijdens het wachten op klanten, wat de efficiëntie van het taxisysteem verhoogt. In de Verenigde Staten worden draadloze laadmatten getest in parkeerplaatsen en bij bushaltes, om het gemak voor EV-rijders te vergroten. In China wordt inductief laden gebruikt voor elektrische bussen en vrachtwagens, wat de uitstoot in stedelijke gebieden vermindert.

Deze projecten hebben waardevolle lessen opgeleverd over de praktische aspecten van draadloos laden, zoals de betrouwbaarheid van de technologie, de gebruiksvriendelijkheid en de impact op het elektriciteitsnet.

Innovatieve toepassingen

Naast de bestaande projecten zijn er ook diverse innovatieve toepassingen in ontwikkeling, zoals dynamisch draadloos laden, robotgestuurd draadloos laden en geïntegreerde laadoplossingen.

• **Dynamisch draadloos laden:** Auto’s opladen tijdens het rijden op snelwegen. Hoewel de technische haalbaarheid, kosten en veiligheid nog onderzocht moeten worden, biedt deze technologie het potentieel om de actieradius van elektrische auto’s aanzienlijk te vergroten.
• **Robotgestuurd draadloos laden:** Robots die autonoom naar auto’s rijden en ze draadloos opladen op parkeerterreinen. Dit zou het opladen van elektrische auto’s nog gemakkelijker en efficiënter maken.
• **Geïntegreerde laadoplossingen:** Draadloze laadmatten geïntegreerd in straatstenen of trottoirs. Dit zou het mogelijk maken om elektrische auto’s op te laden tijdens het parkeren in de stad, zonder dat er aparte laadpalen nodig zijn.

Bedrijven die vooroplopen

Verschillende bedrijven spelen een belangrijke rol in de ontwikkeling en implementatie van inductief laden. Dit zijn onder meer fabrikanten van laadmatten, autofabrikanten en energiebedrijven. Deze bedrijven investeren in onderzoek en ontwikkeling, sluiten partnerships en werken samen aan standaarden om de adoptie van draadloos laden te versnellen.

Een overzicht van enkele toonaangevende bedrijven:

Bedrijf	Activiteit	Focus
WiTricity	Fabrikant van draadloze laadtechnologie	Resonant magnetische inductie
Qualcomm Halo	Draadloos laadsysteem voor auto’s	Hoge efficiëntie en vermogensoverdracht
Momentum Dynamics	Draadloos laden voor elektrische bussen	Snel en efficiënt opladen

De toekomst van draadloos opladen

De toekomst van inductief laden ziet er rooskleurig uit. De markt voor draadloos laden zal naar verwachting de komende jaren aanzienlijk groeien, gedreven door de toenemende populariteit van elektrische auto’s en de behoefte aan een handige en efficiënte laadinfrastructuur.

Trends en voorspellingen

Analisten van BloombergNEF voorspellen dat de markt voor draadloos laden voor elektrische voertuigen tegen 2028 een waarde van meer dan 12 miljard dollar zal bereiken. Dit is een aanzienlijke groei ten opzichte van de huidige marktwaarde. De adoptie van draadloos laden zal naar verwachting versnellen naarmate de technologie verder ontwikkelt, de kosten dalen en de standaarden worden geharmoniseerd.

Impact op de maatschappij

Draadloos opladen kan een grote impact hebben op de maatschappij. Het kan leiden tot een verandering van stedelijke planning en infrastructuur, een versnelling van de overgang naar elektrische mobiliteit en een vermindering van de CO2-uitstoot en verbetering van de luchtkwaliteit. Minder laadpalen in het straatbeeld en meer draadloze laadpunten in parkeerplaatsen en woningen kunnen de leefbaarheid van steden vergroten. Door de mogelijkheid van V2G technologie kan het elektriciteitsnet stabieler worden en kan er beter gebruik gemaakt worden van duurzame energiebronnen.

Open vragen en onderzoeksgebieden

Er zijn nog diverse open vragen en onderzoeksgebieden die aandacht vereisen. Nieuwe materialen en technologieën zijn nodig om de efficiëntie en het vermogen van inductief laden verder te verbeteren. Optimalisatie van de infrastructuur en netwerkintegratie is cruciaal om de stabiliteit van het elektriciteitsnet te waarborgen. Regelgeving en beleid zijn nodig om de uitrol van draadloos opladen te bevorderen en de veiligheid te garanderen.

De toekomst is draadloos

Draadloze laadmatten hebben het potentieel om de manier waarop we elektrische auto’s opladen te transformeren. Ze bieden een handiger, kosteneffectiever en schaalbaarder alternatief voor traditionele laadpalen, waardoor laadstations in de toekomst mogelijk overbodig worden. De voordelen zijn duidelijk: gemak, lagere kosten en verbeterde netwerkstabiliteit. De uitdagingen, zoals efficiëntie, kosten en standaardisatie, moeten echter nog worden overwonnen.

De toekomst waarin draadloos opladen alomtegenwoordig is en elektrische auto’s naadloos kunnen worden opgeladen waar ze ook parkeren, is dichterbij dan we denken. Het is nu aan overheden, bedrijven en consumenten om de ontwikkeling en implementatie van draadloos laden te ondersteunen. Laten we samen werken aan een duurzame en elektrische toekomst, waarin de kabel verleden tijd is.