یکی از بزرگترین چالشهای کاربران گوشیهای هوشمند در سراسر جهان، عمر محدود باتری این دستگاههاست. با وجود پیشرفتهای چشمگیر در سایر بخشهای تکنولوژی موبایل، باتریها همچنان یکی از نقاط ضعف اصلی محصولات هوشمند محسوب میشوند. این مشکل به قدری جدی است که بسیاری از کاربران مجبورند روزانه چندین بار گوشی خود را به شارژ متصل کنند.
شرکتهای تولیدکننده تلفن همراه طی سالهای اخیر راهکارهای متعددی برای رفع این مشکل ارائه دادهاند. از افزایش ظرفیت باتریها گرفته تا توسعه فناوریهای صرفهجویی در مصرف انرژی، همگی تلاشهایی برای حل این معضل دیرینه بودهاند. با این حال، هیچیک از این راهکارها نتوانستهاند مشکل را به طور کامل مرتفع سازند.
تاریخچه کوتاه تلاشها برای افزایش عمر باتری موبایل
صنعت گوشیهای هوشمند همواره با چالش تعادل بین عملکرد و مصرف انرژی دستوپنج نرم کرده است. در سالهای اولیه ظهور اسمارتفونها، باتریهای کوچک و ضعیف عمری حدود یک روز یا حتی کمتر را تضمین میکردند. با گذشت زمان و افزایش اندازه صفحه نمایش، پردازندههای قویتر و ویژگیهای جدید، مصرف انرژی نیز به طور متناسبی افزایش یافت.
تولیدکنندگان ابتدا با بزرگتر کردن باتریها پاسخ دادند. این رویکرد اما محدودیتهای فیزیکی داشت، زیرا فضای داخلی گوشی محدود است و کاربران تمایلی به افزایش ضخامت و وزن دستگاه ندارند. سپس فناوریهایی مانند نمایشگرهای OLED با مصرف کمتر و پردازندههای ساختهشده با لیتوگرافی کوچکتر معرفی شدند.
- افزایش ظرفیت باتری از حدود 1500 میلیآمپر ساعت در سال 2012 به بیش از 5000 میلیآمپر ساعت در مدلهای امروزی
- توسعه نمایشگرهای سوپر آمولد و امولد با مصرف انرژی کمتر
- معرفی پردازندههای با معماری 7 نانومتری و کوچکتر
- پیادهسازی حالتهای ذخیره انرژی در سیستمعاملهای موبایل
- عرضه پاور بانکها و شارژرهای همراه در انواع و اندازههای مختلف
با وجود تمام این تلاشها، هنوز هم بسیاری از کاربران در پایان روز با باتری خالی یا نزدیک به خالی مواجه میشوند. این واقعیت موجب شد تا مهندسان به دنبال راهکارهای رادیکالتری باشند و ایده استخراج انرژی از منابع تجدیدپذیر به ویژه نور خورشید، توجه بسیاری را جلب کند.
معرفی رویکرد نوین شرکت Kyocera
شرکت ژاپنی Kyocera که سالهاست در صنعت الکترونیک فعالیت میکند، با نگاهی متفاوت به مسئله باتری موبایل، راهکاری انقلابی را پیشنهاد کرده است. این شرکت اعلام کرده که قصد دارد گوشی هوشمندی را معرفی کند که میتواند انرژی مورد نیاز خود را مستقیماً از نور خورشید تأمین نماید.
این ایده آنچنان جذاب است که میتواند پارادایم استفاده از گوشی هوشمند را به کلی تغییر دهد. تصور کنید دیگر نیازی به همراه داشتن شارژر یا پاور بانک نباشد و تنها با قرار دادن گوشی زیر نور آفتاب، بتوانید آن را شارژ کنید. این رویکرد نه تنها مشکل عمر باتری را حل میکند، بلکه از نظر زیستمحیطی نیز بسیار مطلوب است.
رونمایی در رویداد MWC 2015 بارسلون
شرکت Kyocera برنامهریزی کرده بود که در کنفرانس جهانی موبایل (MWC) سال 2015 که در شهر بارسلون اسپانیا برگزار میشد، نمونه اولیهای از این گوشی انقلابی را به نمایش بگذارد. این رویداد یکی از مهمترین گردهماییهای صنعت موبایل در جهان است و سالانه شرکتهای بزرگ از آن برای معرفی محصولات جدید خود استفاده میکنند.
انتخاب این رویداد برای رونمایی نشاندهنده اهمیت و اعتماد شرکت به فناوری جدید بود. Kyocera قصد داشت با نمایش عملی این قابلیت، نه تنها رقبای خود را شگفتزده کند، بلکه مسیر جدیدی را در صنعت موبایل هموار سازد.
فناوری شارژ خورشیدی در موبایل؛ گذشته و حال
استفاده از انرژی خورشیدی برای شارژ دستگاههای الکترونیکی ایده جدیدی نیست. سالهاست که شارژرهای خورشیدی همراه برای گوشیها و تبلتها در بازار موجود هستند. برخی از این محصولات به صورت کاورهای پشتی طراحی شدهاند که پنلهای خورشیدی بزرگی روی سطح خارجی خود دارند.
اما این رویکردها معایب قابل توجهی داشتند. پنلهای خورشیدی سنتی ضخامت قابل توجهی دارند و وزن دستگاه را به میزان چشمگیری افزایش میدهند. علاوه بر این، ابعاد بزرگ این پنلها موجب میشود که گوشی ظاهری زیبا و مدرن نداشته باشد. بسیاری از کاربران نیز تمایلی به استفاده از کاورهای اضافی و سنگین ندارند.
چرا راهکارهای قبلی موفق نبودند؟
دلایل متعددی برای عدم موفقیت راهکارهای قبلی وجود داشته است. نخست آنکه پنلهای خورشیدی معمولی کارایی پایینی دارند و نیاز به نور مستقیم و شدید دارند تا بتوانند انرژی قابل توجهی تولید کنند. این در حالی است که اکثر افراد گوشی خود را در جیب یا کیف حمل میکنند و به ندرت آن را در معرض نور مستقیم آفتاب قرار میدهند.
دلیل دوم مربوط به هزینه است. پنلهای خورشیدی با کیفیت بالا قیمت بالایی دارند و این امر موجب افزایش قابل توجه قیمت نهایی محصول میشود. در بازار رقابتی امروز، این افزایش قیمت میتواند مانع بزرگی برای پذیرش محصول توسط مصرفکنندگان باشد.
دلیل سوم هم مربوط به دوام و استحکام است. پنلهای خورشیدی حساس هستند و در برابر ضربه و فشار مقاومت کمی دارند. این موضوع با ماهیت گوشیهای همراه که دائماً در معرض خطر سقوط و ضربه هستند، در تضاد کامل قرار دارد.
راهکار انقلابی Kyocera و SunPartner
شرکت Kyocera با همکاری یک شرکت فرانسوی به نام SunPartner Technologies، راهکاری کاملاً متفاوت را ارائه داده است. این راهکار بر پایه فناوریای به نام Wysips Crystal است که توانسته محدودیتهای قبلی را تا حد زیادی مرتفع سازد.
ویژگی بارز این فناوری آن است که پنل خورشیدی نه روی بدنه گوشی، بلکه در زیر صفحه نمایشگر قرار میگیرد. این یعنی هیچ فضای اضافی اشغال نمیشود و ظاهر گوشی نیز تغییری نمیکند. کاربر حتی متوجه وجود این پنل نمیشود، مگر آنکه گوشی را در معرض نور آفتاب قرار دهد و ببیند که باتری شروع به شارژ شدن میکند.
آشنایی با فناوری Wysips Crystal
نام این فناوری مخفف عبارت What You See Is Photovoltaic Surface است. این فناوری بر پایه ترکیب سلولهای خورشیدی شفاف با نمایشگرهای معمولی گوشیهای هوشمند طراحی شده است. پنل خورشیدی در این فناوری به صورت یک لایه نازک در زیر شیشه محافظ نمایشگر قرار میگیرد.
نکته کلیدی در مورد این پنل، شفافیت بالای آن است. طبق ادعای سازنده، این پنل تا 90 درصد شفاف است و این یعنی کیفیت نمایشگر و وضوح تصویر به میزان محسوسی کاهش نمییابد. کاربر میتواند بدون هیچگونه اختلالی از گوشی خود استفاده کند و همزمان در صورت قرار گرفتن در معرض نور، باتری آن شارژ شود.
جزئیات فنی پنل خورشیدی شفاف
پنلهای Wysips Crystal از یک ساختار چندلایه تشکیل شدهاند. لایه پایین شامل سلولهای خورشیدی بسیار کوچکی است که در کنار یکدیگر انرژی الکتریسیته تولید میکنند. روی این لایه، یک شبکه از منشورهای میکروسکوپی قرار دارد که وظیفه هدایت نور به سمت سلولهای خورشیدی را بر عهده دارد.
این منشورها به گونهای طراحی شدهاند که نور محیط را جذب کرده و به سلولهای خورشیدی میرسانند، در حالی که نور تولید شده توسط نمایشگر را بدون انحراف از خود عبور میدهند. این ویژگی موجب میشود که تصویر نمایشگر بدون کوچکترین تغییری به چشم کاربر برسد.
- ضخامت کل پنل کمتر از نیم میلیمتر است
- قابلیت تولید حدود 2.5 تا 5 میلیوات انرژی در هر سانتیمتر مربع
- عملکرد مناسب حتی در نور غیرمستقیم و نور داخلی
- سازگاری با انواع نمایشگرهای لمسی خازنی
- عمر مفید بالای 10 سال
از نظر فنی، این پنلها قادرند در شرایط ایدهآل یعنی زیر نور مستقیم آفتاب، انرژی کافی برای شارژ کامل باتری یک گوشی معمولی را در عرض چند ساعت تولید کنند. البته در شرایط عادی و با نور غیرمستقیم، این زمان افزایش مییابد، اما همچنان میتواند به طور قابل توجهی عمر باتری را延长 دهد.
مزایای فناوری شارژ خورشیدی داخلی
این رویکرد نوین مزایای متعددی نسبت به راهکارهای قبلی دارد. نخستین و مهمترین مزیت، یکپارچگی کامل با طراحی گوشی است. برخلاف کاورهای خورشیدی یا شارژرهای جداگانه، این فناوری به صورت کامل در بدنه دستگاه ادغام میشود و هیچ مزاحمتی برای کاربر ایجاد نمیکند.
مزیت دوم مربوط به محافظت از محیط زیست است. استفاده از انرژی خورشید یعنی کاهش وابستگی به شبکه برق و در نتیجه کاهش انتشار گازهای گلخانهای. هرچند تأثیر یک گوشی ناچیز است، اما اگر این فناوری گسترش یابد، میتواند تأثیر قابل توجهی بر کاهش مصرف انرژی در مقیاس جهانی داشته باشد.
لیست کامل مزایا
- عدم نیاز به تجهیزات جانبی اضافی
- حفظ طراحی زیبا و اسلیم گوشی
- کاهش وابستگی به پریز برق و شارژر
- مناسب برای سفرها و مکانهای بدون دسترسی به برق
- کاهش اثرات زیستمحیطی ناشی از مصرف برق
- افزایش عمر مفید باتری به دلیل شارژ مداوم ملایم
- عملکرد خودکار و بدون نیاز به دخالت کاربر
مزیت دیگر این فناوری، افزایش عمر مفید باتری است. شارژ مداوم و ملایم با استفاده از نور محیط، فشار کمتری به باتری وارد میکند و این میتواند به افزایش طول عمر آن کمک کند. باتریهای لیتیوم-یون معمولاً با شارژ و تخلیههای مکرر دچار فرسودگی میشوند، اما شارژ خورشیدی ملایم میتواند این فرسودگی را کاهش دهد.
گوشی Kyocera Torque و ویژگیهای آن
شرکت Kyocera قصد داشت این فناوری را در نسخه جدیدی از گوشی Torque خود پیادهسازی کند. سری Torque این شرکت، گوشیهایی مقاوم و ضدضربه هستند که برای کاربردهای صنعتی و فضای باز طراحی شدهاند. این گوشیها دارای استانداردهای نظامی در زمینه مقاومت در برابر ضربه، آب، گرد و غبار و دمای extreم هستند.
انتخاب این سری برای پیادهسازی فناوری شارژ خورشیدی هوشمندانه است، زیرا کاربران هدف این گوشیها معمولاً افراد فعال هستند که زمان زیادی را در فضای باز و زیر نور آفتاب میگذرانند. برای این کاربران، دسترسی به پریز برق همیشه ممکن نیست و قابلیت شارژ خورشیدی میتواند بسیار کاربردی باشد.
ویژگیهای کلیدی سری Torque
گوشیهای سری Torque دارای ویژگیهای منحصر به فردی هستند که آنها را از سایر محصولات بازار متمایز میکند. بدنه این گوشیها از مواد مقاوم ساخته شده و دربرگیرنده استانداردهای نظامی MIL-STD-810G است. این یعنی گوشی میتواند در برابر سقوط، لرزش، رطوبت، باران و دماهای بالا و پایین مقاومت کند.
علاوه بر این، این گوشیها دارای گواهینامه IP67 یا بالاتر هستند که نشاندهنده مقاومت کامل در برابر گرد و غبار و آب تا عمق یک متر به مدت 30 دقیقه است. این ویژگیها مجموعهای ایدهآل از قابلیتها را برای کاربران خارج از منزل فراهم میکند.
چالشها و موانع پیش روی فناوری شارژ خورشیدی
با وجود تمام مزایای این فناوری، چالشها و موانعی نیز وجود دارد که باید قبل از تجاریسازی گسترده مرتفع شوند. نخستین چالش، کارایی پنلهای خورشیدی است. حتی با استفاده از پیشرفتهترین فناوریها، تبدیل نور به الکتریسیته همچنان بازدهی پایینی دارد و این یعنی شارژ کامل گوشی با نور خورشید زمانبر است.
چالش دوم مربوط به شرایط استفاده است. بسیاری از افراد ساعات طولانی را در داخل ساختمانها و زیر نور مصنوعی میگذرانند. نور مصنوعی شدت بسیار کمتری نسبت به نور خورشید دارد و نمیتواند انرژی قابل توجهی تولید کند. این محدودیت، کاربرد این فناوری را برای کاربران اداری و شهری کاهش میدهد.
محدودیتهای فنی و راهحلهای احتمالی
یکی دیگر از چالشها، تأثیر احتمالی پنل خورشیدی بر عملکرد نمایشگر است. با وجود ادعای سازنده مبنی بر شفافیت 90 درصد، همچنان 10 درصد از نور نمایشگر جذب میشود و این میتواند روشنایی و کیفیت تصویر را تحت تأثیر قرار دهد. همچنین ممکن است زاویه دید را محدودتر کند.
چالش دیگر مربوط به هزینه تولید است. اضافه شدن این پنل به گوشی، هزینههای تولید را افزایش میدهد و این افزایش هزینه باید توسط مصرفکننده پرداخت شود. در بازار رقابتی گوشیهای هوشمند، حتی افزایش قیمت جزئی نیز میتواند بر تصمیم خرید کاربران تأثیر بگذارد.
- نیاز به بهبود کارایی تبدیل نور به الکتریسیته
- محدودیت عملکرد در نور مصنوعی و داخل ساختمان
- تأثیر احتمالی بر کیفیت و روشنایی نمایشگر
- افزایش هزینه تولید و قیمت نهایی
- نیاز به محافظت اضافی در برابر آسیبهای فیزیکی
- چالشهای مربوط به تعمیر و تعویض قطعات
آینده فناوری شارژ خورشیدی در صنعت موبایل
با وجود تمام چالشها، آینده فناوری شارژ خورشیدی در صنعت موبایل روشن به نظر میرسد. پیشرفتهای سریع در علم مواد و نانوتکنولوژی، امیدوارکننده است. محققان در حال توسعه سلولهای خورشیدی با کارایی بالاتر و شفافیت کامل هستند که میتواند محدودیتهای فعلی را مرتفع سازد.
همچنین ترکیب این فناوری با سایر فناوریهای شارژ بدون سیم، میتواند راهکار جامعی برای مشکل باتری ارائه دهد. تصور کنید گوشی شما در طول روز از نور محیط شارژ شود و در شب با استفاده از شارژر القایی، به سرعت شارژ کامل شود. این ترکیب میتواند تجربه کاربری بینظیری را فراهم آورد.
پتانسیل گسترش به سایر دستگاهها
این فناوری محدود به گوشیهای هوشمند نیست و میتواند در سایر دستگاههای قابل حمل نیز کاربرد داشته باشد. ساعتهای هوشمند، تبلتها، هدفونهای بیسیم و حتی لپتاپها همگی میتوانند از این فناوری بهرهمند شوند. به ویژه برای دستگاههای پوشیدنی که سطح بدنه کوچکی دارند، فناوری شارژ خورشیدی میتواند راهکاری ایدهآل باشد.
صنعت خودروسازی نیز میتواند از این فناوری استفاده کند. سیستمهای سرگرمی و ناوبری خودرو میتوانند با استفاده از نور خورشیدی تأمین شوند و این میتواند فشار روی باتری خودرو را کاهش دهد. در آینده ممکن است شاهد خودروهایی باشیم که سقف و شیشههای آنها از پنلهای خورشیدی شفاف ساخته شدهاند.
جمعبندی و نگاه به آینده
معرفی گوشی هوشمند با قابلیت شارژ خورشیدی توسط شرکت Kyocera، نقطه عطفی در تاریخ صنعت موبایل میتواند باشد. این نوآوری نشان میدهد که راهکارهای خلاقانه برای حل مشکلات قدیمی وجود دارد و با نگاهی نو میتوان چالشهای بنیادین را مرتفع ساخت.
هرچند این فناوری هنوز در مراحل اولیه توسعه است و چالشهای متعددی برای غلبه بر آن وجود دارد، اما پتانسیل آن برای تغییر پارادایم استفاده از دستگاههای همراه انکارناپذیر است. اگر شرکتهای تولیدکننده بتوانند کارایی و مقرونبهصرفه بودن این فناوری را بهبود بخشند، به زودی ممکن است شاهد گسترش آن در تمام محصولات هوشمند باشیم.
در نهایت، باید منتظر ماند و دید که این وعدهها تا چه اندازه عملی خواهد شد. کنفرانس MWC 2015 فرصتی عالی برای نمایش قابلیتهای این فناوری بود و واکنش بازار و مصرفکنندگان میتواند سرنوشت آن را تعیین کند. آنچه مسلم است، این که مشکل باتری همچنان یکی از بزرگترین چالشهای صنعت موبایل است و هر راهکاری که بتواند این مشکل را حل کند، از پذیرش گستردهای برخوردار خواهد شد.
نظرات
0دیدگاه خود را ثبت کنید
برای ارسال نظر و مشارکت در گفتگو، لطفا وارد حساب کاربری خود شوید.