2021-05-06
| 說起輸電，你也許馬上會想到粗粗的電線桿和長長的高壓線，或者家里那些“剪不斷，理還亂”的插座和電線。今天，我們的電話、網絡等通信技術早已實現了從有線到無線的飛躍，為什么無線輸電還相對滯后？能不能不經過電線將電能從發電裝置傳送到接收端？科學家們在不斷深入研究中，令人欣慰的一些改變在陸續出現。3月，日本接連兩項試驗的成功，就引發人們廣泛關注。3月11日，日本宇宙航空研究開發機構（jaxa）宣布，研究人員利用微波，將1.8千瓦電力以無線方式，精準地傳輸到了55米距離外的一個接收裝置。次日，日本三菱重工也宣布，其科研人員將10千瓦電力轉換成微波后輸送，其中部分電能成功點亮了500米外接收裝置上的led燈，這是迄今為止日本成功實驗中距離最長、電力最大的一次。 三菱重工表示，這一技術將會被用于太空太陽能發電系統（ssps）。該公司計劃在2030年至2040年運用該技術，將太空的發電裝置獲得的電能通過微波向地面傳輸。據估算，如果使用直徑兩三千米的巨大太陽能電池板進行太空發電，將能達到一臺常用的百萬千瓦裝機容量的核電機組發電水平。 太空太陽能發電的設想并非源于日本。早在上世紀60年代，美國科研人員就提出了這一構想。2007年，麻省理工學院的一群科學家用電磁共振無線電能傳輸技術，隔空點亮了2米多外一只60瓦的燈泡。 不過，最終實現這一愿景，還有許多困難需要克服，比如怎樣將巨大的發電裝置送到太空以及如何組裝維護等。而最大的困難在于，如何解決無線電波在傳輸中的彌散和衰減問題。日本這兩次實驗中無線傳輸的電力，一個只夠用來啟動一個電熱水壺，另一個將10千瓦的電力傳輸了500米后僅僅能點亮一只功率很小的led燈。“這就說明在傳輸過程中，絕大部分的能量發散掉了。”中科院電工研究所研究員廖承林說。 除了傳輸效率需要進一步提高外，科學家們面臨的難題還有如何減少微波傳輸路徑對環境設備的干擾、對生物的影響等問題。此外，由于路途遙遠，微波傳輸路徑需要縮小的同時發電站的輸出功率還必須要非常大，“可能達到兆瓦級”。中科院上海微系統與信息技術研究所研究員俞凱表示。 |
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