在世界能源短缺的情況下,研究新能源是一大趨勢,而超時空輸送也是一種趨勢。
最近,美國國防高級研究計劃局(DARPA)致力于發(fā)展下一個技術(shù)革命,一個新世代的能源傳輸技術(shù)(電力輸送),可能會是無傳輸線的、自適應(yīng)、光速無線能源傳輸網(wǎng)絡(luò),因為現(xiàn)階段美軍的發(fā)電設(shè)施仍然仰賴柴油發(fā)電機結(jié)合電線傳輸,可望解決美軍輜重的沉
在世界能源短缺的情況下,研究新能源是一大趨勢,而超時空輸送也是一種趨勢。
最近,美國國防高級研究計劃局(DARPA)致力于發(fā)展下一個技術(shù)革命,一個新世代的能源傳輸技術(shù)(電力輸送),可能會是無傳輸線的、自適應(yīng)、光速無線能源傳輸網(wǎng)絡(luò),因為現(xiàn)階段美軍的發(fā)電設(shè)施仍然仰賴柴油發(fā)電機結(jié)合電線傳輸,可望解決美軍輜重的沉重負(fù)擔(dān)。
據(jù)美國國防高級研究計劃局官方網(wǎng)站消息,“持續(xù)性光無線能量中繼(POWER)計劃”的目標(biāo)是設(shè)計出并且證明空中載光能量中繼的可行性。這些繼電器將會成為路基鐳射,與高空遠(yuǎn)程能源傳輸耦合必要的關(guān)鍵組件,以其此類中繼器將使未來的多重路徑無線能源網(wǎng)絡(luò)傳輸成為可能。
這些繼電器將會成為路基鐳射,與高空遠(yuǎn)程能源傳輸耦合必要的關(guān)鍵組件,以其此類中繼器將使未來的多重路徑無線能源網(wǎng)絡(luò)傳輸成為可能。
DARPA戰(zhàn)術(shù)科技辦公室POWER專案經(jīng)理凱爾洪表示,這將會是能源網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)——利用彈性多重路徑能源網(wǎng)絡(luò),可從能源從豐富的發(fā)電來源輸送到電力匱乏的需求所在地。
美國軍方面臨著特別嚴(yán)峻的能源挑戰(zhàn),這些挑戰(zhàn)正在推動這項創(chuàng)新。我們經(jīng)常必須待在距離具備能源基礎(chǔ)建設(shè)非常遙遠(yuǎn)的地方,并十分依賴很吃輜重的液態(tài)燃料。
電力光束聽起來可能很奇特,但它與無線通信中使用的物理原理完全相同。傳統(tǒng)上你需要一個電力來源,然后你將這種能量轉(zhuǎn)換為成波,通常是電磁波,通過自由空間發(fā)送,通過孔收集它,然后將其轉(zhuǎn)換回電能。
不過,能源轉(zhuǎn)換效率仍然是一個挑戰(zhàn)。在多條網(wǎng)絡(luò)中,從波轉(zhuǎn)換回電力并在每個節(jié)點處轉(zhuǎn)換回波,會迅速產(chǎn)生難以接受的能量損失。這導(dǎo)致每一次轉(zhuǎn)換中的都相對低效,并且將它們倍數(shù)級成為一整個能源鏈?zhǔn)遣磺袑嶋H的。
而POWER劃將開發(fā)高效的功率發(fā)射中繼器,著重于定向光能傳輸,同時最大限度地提高沿途每個節(jié)點的光束品質(zhì),并根據(jù)需要選擇性地收集能量。
凱爾洪還談到,過去的歷史表明,能源運輸方面的突破,如羅馬的公路系統(tǒng)、鐵路、機械化戰(zhàn)爭和空中加油機,它們可以更快、更有彈性地在戰(zhàn)場上流動能量,從而獲得決定性的軍事優(yōu)勢。“我們相信下一次能源革命將由無線能源網(wǎng)實現(xiàn),它將大大縮短運輸時間,并有彈性地為空中、陸地、海上、海底和太空中的消費者提供分散式能源”。
其實,在今年年初,加拿大兩所大學(xué)就聯(lián)合研發(fā)了用于無人機的無線電力傳輸系統(tǒng)。據(jù)報道,加拿大蒙特利爾理工學(xué)院和舍布魯克大學(xué)研究團隊為22千瓦無人機開發(fā)了一種基于35GHz微波頻率的低成本、緊湊型無線電力傳輸系統(tǒng)(WPTS),據(jù)稱能量轉(zhuǎn)換效率為80%。
而新西蘭的一家初創(chuàng)企業(yè)Emrod公司也開發(fā)出了一種無需使用銅線就能安全、無線地遠(yuǎn)距離傳輸電力的方法,并正在與該國第二大電力分銷商合作實施。
據(jù)稱,Emrod公司研制的無線電力傳輸系統(tǒng)由發(fā)射天線、多個繼電器和接收整流天線組成,它們主要讓電力直接在特定的點之間傳輸,周圍沒有任何輻射,在鳥類、無人機、竊電者或直升機等任何物體接觸到主光束之前,一個“低功率激光安全幕”會立即關(guān)閉電力傳輸,所以放置儀器的位置有了更大的靈活性。此外,Emrod表示,與有線供電方案的維護費用相比、無線基礎(chǔ)架構(gòu)的建設(shè)只占所需成本的一小部分,而且據(jù)信這套無線輸電系統(tǒng)不受惡劣天氣和大氣條件的影響。
作者:井上蛙 來源:國防時報
責(zé)任編輯:jianping