无线输电技术:引领未来能源革命
01文章引言
作为喜欢拍摄风光的人,在取景时常常会碰到一个颇为棘手的情况,那就是怎样灵巧地躲开那些破坏画面的线杆与架空线缆。对于在办公室工作的职员而言,每天下班后都要处理桌上缠绕的电线,这无疑降低了他们的工作效能。展现了日常生活中线路造成的麻烦,以及无线供电技术前景中的益处。
人类踏入电气化纪元后,电线便成为日常必需品。不过,科技持续演进,大家渴望找到传送电力的更省事高效办法,这就是无线供电技术。近些年,众多科研工作者及产业界人士投入该领域钻研,收获了诸多值得称赞的突破。
02无线输电的背景及现状
近期,日本科研工作者在无线传输电能领域获得了显著进展。他们运用了一台高13米、宽8米的平板式无线供电装置,用以取代传统的抛物面型无线供电装置。该装置能够将10千瓦的电力转化为电波,并将电波传送至500米开外的无线接收设备,最终成功点亮了LED灯泡。日本宇宙航空研究开发机构还运用不同途径完成了1.8千瓦电能的无线传送。该国科研工作者在无线送电领域获得关键进展,达成远距离、高能量传输。这些实验的成功,表明地面无线送电技术正逐步走向实际应用。
03无线输电的应用及前景
▍ 航空器供电的便利
那么,无线电力传输的落地应用会怎样影响我们的工作和日常呢?日本《产经新闻》列举了一些具体的案例来让我们明白这项技术能提供的方便之处。大家都很清楚,用于警示飞机等飞行器的障碍指示灯,一般都安放在高耸的铁塔顶端,并且会发出红色的光亮。但是,这些照明设备无法直接接入高压输电线获取电力kaiyun全站登录网页入口,所以必须在电塔上另外铺设一条低压线路来提供能源。该低压线路的长度一般介于500米和1000米之间,其输送的电量约为10千瓦,这种输电容量和传输距离与神户港试验取得的成果相似。无线供电技术预计在数年内能够取代为航空障碍灯供应电力的低压线路。
▍ 应对自然灾害的效率提升
以前,地震、冰冻、大雪等天灾要是损坏了电塔和高压线,修复和重新架设就会非常费劲,也特别费时间,给抗灾救险工作造成很大困难。不过现在,无线送电技术越来越成熟kaiyun.ccm,有人开始想用这种技术来快速恢复灾区的电力供应。人们能够借助直升机,迅速把无线发电和接收装置运往停电地段,以便利用无线技术完成应急供电,显著增强了处置自然灾害的能力。
▍ 降低风力发电成本
海上风电是当今备受关注的一种新能源形式,未来或许能借助无线传输技术,将海上风力发电设备产生的电能直接送往陆地,实现无线输电,将海上的电力传回地面,这样就能节省费用。由于无需铺设海底电缆,因此可以大幅度减少建设费用和维护费用。
▍ 普通人的日常便利
对普通人来说,无线充电技术也提供了不少方便之处。随着人口老龄化趋势的加强,许多行动不便的老人需要借助电动代步车、电动助行器等工具来维持日常生活。但常规的充电方法,也就是在固定电源接口上连接电线kaiyun官方网站登录入口,对他们而言既不容易操作又显得复杂。随着科技的发展,能够让老年人等特殊人群的充电步骤变得简单许多。今后,当无线供电技术更加完善,这个难题就能顺利解决。老年人只要驾驶配备无线接收设备的电动车辆,来到无线供电设备的作用范围内,充电就会自行实现。
04宇宙太阳能发电的构想
▍ 太空电源的概念
从长远角度审视,无线电力传输方法或许能为全体人类在浩瀚宇宙里开拓一种崭新的能源汲取渠道。多数人对于利用日光发电的技术应该并不生疏。无论是家庭应用的太阳能加热设备,抑或是沙漠地带铺设的巨大太阳能发电装置,都是人类借助太阳光转换成电力的具体体现。然而,地面上的光伏装置存在两个主要障碍,一个是昼夜更迭造成的干扰,另一个是露水、薄雾、降雨及降雪等气象现象引发的阻碍。
针对这些难题,部分科研工作者构思了一种新颖方案,即在地球赤道正上方的静止轨道部署专用太阳能发电平台,该平台安装有规模宏大的太阳能收集装置,正反两面均可实现能量转换,因而能够不受地球自转及大气流动干扰,其发电效能显著超越地面太阳能设施,阐述了在地球静止轨道布置太阳能发电平台的技术可行性及其优越性。这就是所谓的“宇宙太阳能发电”构想。
▍ 无线输电技术的未来前景
经过估算,倘若在距离地球赤道大约三万六千公里的地球静止轨道部署一枚搭载边长两千米五的正方形太阳能电池板的发电装置,其产生的电量能够达到一百万千瓦级别,这个数值与一个核能发电站的输出功率不相上下。不过,要把这么庞大的电力从遥远的太空送回地面,确实是这个设想必须克服的重大难题。
值得庆幸的是,未来21世纪40年代或许能实现太空太阳能发电的实用化。由于无线传输电力的相关试验持续获得成功,日本的相关研究机构预测,太空太阳能发电有望在21世纪40年代达到实用阶段。未来,太空里取之不尽的太阳光能,会转变成为宏大的电力,依靠无线的能量传送方式,持续不断地送往地面,能够帮助人类彻底摆脱依赖传统燃料及其造成的环境污染。