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高压电气元件系列 | News Center

无线电力技术开展现状怎样?

发布时间:2021-12-01 19:24:44 来源:环球体育bet

  远距离“无线输电”听起来像是一个黑科技,无需运用铜线就能把动力传输至世界各地。但早在1890 年的时分,尼古拉·就曾尝试用 140 英尺的线圈,为两英里外的灯泡进行无线供电,惋惜以失利告终。这个主意在沉寂了100多年往后,在当今年代又迎来了新的曙光,新西兰草创企业Emrod正致力于推出全球首个长途、高功率的无线电力传输体系。本文译自Medium,Leon Okwatch,原标题为“How Far Are We From Wireless Electricity?”,期望对您有所启示。

  无线输电,是指不经过电缆将电能从发电设备传送到接纳端的技术。现代科学革新使特斯拉的这个从前被以为是白日梦的特殊主意,迎来了新的曙光。

  那一年是1891年,一位名叫尼古拉·特斯拉(NikolaTesla)的不为人知的塞尔维亚裔美国科学家规划了一种能够无线发电和传输电能的设备。特斯拉线圈是这项技术的原型,被特斯拉视为动力传输的圣杯。

  特斯拉线圈是一种散布参数高频串联谐振变压器,能够获得上百万伏的高频电压。

  线圈经过电磁感应原理作业,特斯拉展现了怎样运用线圈为几米外的灯泡无线供电。

  即便以现代标准来看,特斯拉也远远领先于他所在的年代,并且他的目光远不止停留在特斯拉线圈的原型。他期望世界上一切人都能享用廉价乃至免费的电力。他突破了边界,创造出了在实际世界中更有用的东西,想为地球供给无限动力。

  沃登克里弗塔是尼古拉·特斯拉规划的一座无线电能传输塔,又称作特斯拉塔。1901年,物理学家尼古拉·特斯拉处处求救,期望在纽约长岛兴修一座高塔进行跨大西洋无线电广播和无线电能传输试验。尼古拉·特斯拉终究压服其时亿万富翁摩根,征得了15万美元赞助,实际上,摩根只对尼古拉·特斯拉的商业价值感兴趣,他以为特斯拉能够借这个项目完结无线通讯。特斯拉最痴迷的是无线动力传输。

  尼古拉·特斯拉打着电信的旗帜,获得了制作这座塔的资金。他现已证明,运用特斯拉线圈变压器,无需有线衔接就能够传输高频信号。

  在他的试验室里进行的进一步隐秘试验使他坚信,他能够运用地球上层大气传输电能。沃登克莱夫塔是特斯拉想象的横跨全球的塔网的原型,它能够让世界各地从一个中心站长途获取无线动力。

  特斯拉的计划是,从邻近的煤田发电,然后运用这个塔将电能输送到世界各地,类似于无线电波的远距离传输办法。

  “电力在不久的将来将不需求电线,就能传输到世界各地用于商业用途,例如家庭照明和驾驭飞机。我现已发现了这些基本原理,剩余的便是把它们商业化了。当这项作业完结后,你就能够去山顶俯视自己的农场,能够去北极,或许去沙漠都能够,只需求设备一个小设备,就能够确保你日常的动力需求,比方煮饭和灯火。”

  不幸的是,特斯拉的雄心勃勃并没有完结。在此之前,该项意图出资人摩根大通(JP Morgan)撤出了资金,特斯拉也因而破产。这座未竣工的塔楼在1917年被撤除,以实行特斯拉的部分财政责任。

  幻灭的期望现已沉寂了100多年。而现在,又有几家公司正在进入市场,他们的技术能够安全地做到经过空气传输电能。

  由政府支撑的新西兰草创企业Emrod在这场竞赛中处于领先地位,他们估计将向顾客推出全球首个长途、高功率的无线电力传输体系,以替代现有的铜线技术。

  这项技术运用电磁波在远距离无线传输能量。Emrod的体系由四个部件组成:一个电源、一个发射天线、多个中继站和一个接纳天线组成,接纳天线一般被称为“rectenna”。

  首要,发射天线将电能转化成微波能量,并将其聚集成圆柱形波束。微波光束经过一系列继电器发送,直到它抵达rectenna,再将其转化为电能。

  听起来原理很简略,但该技术最大的困难在于,怎样处理无线电波在传输中的弥散和衰减问题。关于无线通讯来说,电波的弥散或许是功德,但无线输电则恰恰相反。

  相比之下,经过无线传输发送的原始能量是最重要的考虑要素。接纳到的传输能量的份额成为要害的规划参数。因而,有必要规划有用的办法,尽量削减丢失。

  Emrod找到了应对这一应战的办法,创始人Greg Kushnir说:“咱们开发的一切组件的功率都非常好。”近年来用于能量传输的新材料的开展有助于将能量丢失降到最低。这家公司计划将来进一步进步其功率。

  值得注意的是,该技术对错常牢靠的,因为它不受气候或大气条件的影响,因而意外停电将成为曩昔。

  现在,这家草创公司正在寻求将动力带给那些没有电网的社区,或许从离岸资源转移动力。

  有人会说,无线电力是那咱们并不需求的、被过度炒作的创造之一。究竟,咱们现已完结了电力传输,并且运转杰出。

  树立电线传输体系并维护其正常运转的本钱是很贵重的,并且,偏远地区有各种地理上的约束,使得电网无法扩展。而无线电力传输将有或许让海上的船舶、电动轿车或飞机在行进中进行充电。但或许它所带来的最大革新,将是向全世界传输一种清洁、廉价的可再生动力。

  这相当于17.3太瓦的功率。现在,假如咱们用太阳能电池板掩盖350 * 350公里的土地,则能够供给超越17.4太瓦的电力。这个区域大约有43000平方英里。大撒哈拉沙漠大约有360万平方英里,太阳能每天能够供给超越12小时的电力。

  这意味着1.2%的沙漠面积足以满意全世界的动力需求。而核聚变或任何其他正在开发的清洁动力都无法与之对抗。

  假如无线电力传输成为实际,咱们就能运用撒哈拉沙漠的一小部分来获取太阳能,并将其传输到全球,而不需求贵重的铜线。这难道不是处理动力危机、污染和气候改变的重大突破吗?

  太空太阳能(Space-based Solar Power)的意思是,巨大的太阳能电池板在太空中搜集太阳能,并将其传输回地球,这听起来像是未来科幻电影中的张狂场景。

  太空太阳能(SBSP)的概念是由俄罗斯科学家康斯坦丁•齐奥尔科夫斯基在20世纪20年代提出的,但在很大程度上一直是难以完结的。

  状况正在逐步改动。几个月前,欧洲航天局宣告了赞助SBSP的计划,作为一种经过推进绿色动力出产来应对气候改变的手法。

  太空太阳能发电体系将为每个人供给清洁动力,无处不在。SBSP将选用无线电力概念。该计划是将太阳能电池的电能转化成能量波,然后运用电磁场将其传输到地球表面的天线上。然后天线就会把电波转化回电能。

  SBSP是一个有吸引力的处理计划,能够处理火烧眉毛的动力危机问题,因为它有几个长处,能够发生更多的动力:

  因为没有大气气体、云、尘土和其他气候事情的阻止,太阳能电池板能够接纳到更激烈的阳光。而地球的大气层一般会吸收并反射一部分太阳光线。

  太阳能板卫星能够全天24小时接纳太阳能。而现在,地球电池板搜集太阳能的时刻平均为一天时刻的29%。

  当然,SBSP仍面临着许多妨碍,其间最大的妨碍是巨大太阳能电池板的发射和布置本钱。新的超轻太阳能电池制作办法正在处于研讨中。

  咱们这一代人在寻求无线电力传输的进程中会得到许多,而不会失掉什么。在往后几年中,咱们将能看到现在的尽力发生的活跃成果。

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