2021-05-06
| 说起输电，你也许马上会想到粗粗的电线杆和长长的高压线，或者家里那些“剪不断，理还乱”的插座和电线。今天，我们的电话、网络等通信技术早已实现了从有线到无线的飞跃，为什么无线输电还相对滞后？能不能不经过电线将电能从发电装置传送到接收端？科学家们在不断深入研究中，令人欣慰的一些改变在陆续出现。3月，日本接连两项试验的成功，就引发人们广泛关注。3月11日，日本宇宙航空研究开发机构（jaxa）宣布，研究人员利用微波，将1.8千瓦电力以无线方式，精准地传输到了55米距离外的一个接收装置。次日，日本三菱重工也宣布，其科研人员将10千瓦电力转换成微波后输送，其中部分电能成功点亮了500米外接收装置上的led灯，这是迄今为止日本成功实验中距离最长、电力最大的一次。 三菱重工表示，这一技术将会被用于太空太阳能发电系统（ssps）。该公司计划在2030年至2040年运用该技术，将太空的发电装置获得的电能通过微波向地面传输。据估算，如果使用直径两三千米的巨大太阳能电池板进行太空发电，将能达到一台常用的百万千瓦装机容量的核电机组发电水平。 太空太阳能发电的设想并非源于日本。早在上世纪60年代，美国科研人员就提出了这一构想。2007年，麻省理工学院的一群科学家用电磁共振无线电能传输技术，隔空点亮了2米多外一只60瓦的灯泡。 不过，最终实现这一愿景，还有许多困难需要克服，比如怎样将巨大的发电装置送到太空以及如何组装维护等。而最大的困难在于，如何解决无线电波在传输中的弥散和衰减问题。日本这两次实验中无线传输的电力，一个只够用来启动一个电热水壶，另一个将10千瓦的电力传输了500米后仅仅能点亮一只功率很小的led灯。“这就说明在传输过程中，绝大部分的能量发散掉了。”中科院电工研究所研究员廖承林说。 除了传输效率需要进一步提高外，科学家们面临的难题还有如何减少微波传输路径对环境设备的干扰、对生物的影响等问题。此外，由于路途遥远，微波传输路径需要缩小的同时发电站的输出功率还必须要非常大，“可能达到兆瓦级”。中科院上海微系统与信息技术研究所研究员俞凯表示。 |
