近年、充電ケーブルを本体に接続しなくても充電が可能なワイヤレス給電が注目されています。データ通信ではWi-Fiをはじめとした無線通信が一般的となっていますが、電力の供給は物理的にケーブルを接続しなければ実現できないというのが常識でした。従来の常識を打ち破る革新的な技術としてワイヤレス給電は注目されていますが、そもそも基本的な仕組みはどのようになっているのでしょうか。
今回はワイヤレス給電の仕組みや規格の種類、活用事例などもあわせて詳しく解説します。
目次
ワイヤレス給電とは
そもそもワイヤレス給電とは、その名の通りワイヤレス＝無線で電力を供給できる技術のことを指します。たとえばスマートフォンの場合、ワイヤレス給電に対応した専用の充電器の上に本体を置けば充電が可能になります。ただし、コンセントから専用充電器までの給電はケーブルで接続しなければならず、あくまでもワイヤレスで接続できるのは本体と充電器の間のみとなります。
ちなみに、ワイヤレス給電という名称以外にも、商品やサービスによっては「非接触充電（給電）」や「無線充電（給電）」とよばれることもあります。
ワイヤレス給電の基本的な仕組み
ワイヤレス給電は規格によっても多少仕組みは異なりますが、根本となるのは「電磁誘導の原理」が技術のベースとなっています。コイルに磁石を近付けたり遠ざけたりしたとき、電気が発生する実験を理科で行った方も多いと思いますが、このことを電磁誘導の原理とよびます。
ワイヤレス給電の充電器には送電用コイルが、充電をするスマートフォンなどの本体には受電用コイルが搭載されており、充電器のコンセントを差し込むとコイルに電気が流れて充電できる仕組みです。そのため、送電用と受電用それぞれのコイルの場所がズレてしまうと、正常に充電ができません。
ワイヤレス給電のメリットとデメリット
ケーブルの接続が不要なワイヤレス給電はメリットばかりのように思われますが、デメリットも存在します。それぞれのポイントに分けて詳しく解説しましょう。
メリット
ワイヤレス給電の最大のメリットは、なんといってもケーブルの接続が不要でデバイスを充電器に置くだけで給電できる点です。たとえば仕事中に打ち合わせなどで頻繁にスマートフォンを持ち運ぶ方は、都度ケーブルを抜き差しする手間が省けるため便利です。
また、ケーブルを抜き差しすることによって生じる端子部分の破損や傷の付着も、ワイヤレス給電に対応しているデバイスであれば心配が要りません。
デメリット
ワイヤレス給電は従来のケーブル接続による充電に比べて、充電のスピードが遅いことが挙げられます。そのため、急ぎで充電したい場合には不向きな方法といえるでしょう。
また、スマートフォンを充電する場合には、スマホ用ケースやスマホ用リングなどのアクセサリー類が邪魔になり、充電ができなくなる可能性もあります。特にコイルから発生する磁界の妨げになりやすいのが金属製のアクセサリーで、充電効率にも大きく影響します。
ワイヤレス給電の規格
ワイヤレス給電には現在、「Qi」「PMA」「Rezesnce」という3つの規格が存在しています。Qiはスマートフォン向けのワイヤレス対応充電器にも多く採用されていることもあり、高い知名度を獲得しています。
いずれの規格もベースとなっているのは電磁誘導の原理ですが、使用している周波数が異なります。そのため、デバイスとワイヤレス対応の充電器でそれぞれ規格が異なっていると、正常に充電が行われないため注意が必要です。
ワイヤレス給電の活用事例
次に、ワイヤレス給電がすでに活用されているデバイスはもちろん、今後実用化が見込まれる分野についても詳しく解説します。
スマートフォンなどのワイヤレス充電器
これまでも事例として紹介したスマートフォンのワイヤレス給電は、現在もっとも身近な活用事例といえるでしょう。市販のワイヤレス充電器を自宅やオフィスで使用するケースはもちろんですが、カフェや空港ラウンジなどにも設置しておけば、備え付けのケーブルを破損される心配もなく、ユーザー自身がケーブルを持ち運ぶ必要もないため利便性が大幅に向上します。
iPhoneをはじめとしてスマートフォンの主力機種も続々とワイヤレス給電に対応し始めており、技術革新によってさらに充電効率がアップすると、ワイヤレス給電は今以上に一般的なものになっていくと期待されています。
EV（電気自動車）への給電
従来のガソリン車に代わるモビリティとして、EV（電気自動車）の研究開発が盛んに行われています。エンジンの代わりにモーターを搭載した自動車で、ガソリンや軽油ではなく蓄電池が燃料代わりになります。そのため、将来EVが本格的に普及しはじめると、ガソリンスタンドの代わりに蓄電池に電力を蓄える施設が今以上に増えてくると考えられます。また、大きな交差点などに充電可能な設備を設置すれば、走行中や信号待ちをしながらでもワイヤレス給電が可能になると考えられます。
ドローンへの給電
トラックによる流通システムからの変革が期待されているのが、ドローンの活用です。集荷施設からユーザー宅へ荷物を配送する際に、トラックではなくドローンを活用することで周辺道路の渋滞緩和に役立てられるほか、環境問題や深刻な人手不足を解決できる方法としても注目されています。
ドローンの充電が少なくなってきたら、自ら給電スポットを目指しワイヤレスでの充電を可能にするシステムや、建物の屋上の給電スポットから飛行中もワイヤレス給電ができるシステムが期待されます。