DQZHAN技術(shù)訊：告別電線：輸電技術(shù)的**
如果你是一個(gè)風(fēng)景攝影愛(ài)好者，在取景構(gòu)圖時(shí)如何躲開花海中電線桿和飛架群山的高壓線一定會(huì)成為你經(jīng)常遇到的問(wèn)題。如果你是一位寫字樓里的白領(lǐng)，上班后的**件事恐怕就是要先捋一捋辦公桌上那些剪不斷理還亂的手機(jī)、電腦、臺(tái)燈、打印機(jī)等設(shè)備的電源線。
的確，自從人類進(jìn)入電氣化時(shí)代以來(lái)，用于傳輸電能的各種電線就成了人們?nèi)粘Ｉ钪?為常見(jiàn)的物品之一。雜亂的電線正是日常生活中*難解決的難題之一。
從超高壓輸電技術(shù)到高溫超導(dǎo)體材料的研發(fā)，人類在提高輸電效率和改進(jìn)電線材料方面做出了不懈的努力，也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。不過(guò)，近年來(lái)開始有越來(lái)越多的科研工作者和相關(guān)產(chǎn)業(yè)界人士嘗試反其道而行之，希望能夠通過(guò)無(wú)線的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電能的傳輸，從而從根本上擺脫對(duì)于電線的依賴。*近，日本科研人員在這一方面就取得了巨大的突破性進(jìn)展。
今年2月，在日本神戶港，三菱重工業(yè)公司在其下屬的神戶造船所內(nèi)，開創(chuàng)性地使用一塊高13米寬8米的平板型無(wú)線送電設(shè)備取代此前一直占據(jù)主流地位的拋物面型(俗稱為“圓鍋型”)無(wú)線送電設(shè)備，成功地將10千瓦的電力轉(zhuǎn)換為電波后，發(fā)送至距離500米外的無(wú)線受電裝置，點(diǎn)亮了與無(wú)線受電裝置相連接的藍(lán)色LED燈泡。今年3月，日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)也運(yùn)用其他方式，成功地通過(guò)電波以無(wú)線傳輸?shù)姆绞剑瑢?.8千瓦的電力傳輸至距離 55米外的接收裝置。這一系列試驗(yàn)的成功標(biāo)志著，地面上的無(wú)線輸電技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越接近實(shí)用化階段。
那么，無(wú)線輸電技術(shù)的實(shí)用化究竟將為人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)哪些便利呢?日本《產(chǎn)經(jīng)新聞》列出了幾個(gè)小例子也許有助于加深人們對(duì)于這一技術(shù)的理解。
眾所周知，在全世界所有用于架設(shè)高壓電線的高大鐵塔頂端，都加裝有一個(gè)永遠(yuǎn)閃爍著紅色光芒的航空障礙燈，用來(lái)為飛機(jī)等航空器提供飛行障礙警示。但很多人不知道的是，由于這些航空障礙燈本身并不能直接使用高壓電線所輸送的高壓電，而必須在電塔上為其另外單獨(dú)架設(shè)一條低壓電線以提供電力。多數(shù)情況下，這條低壓電線的長(zhǎng)度大致在500米至1000米左右，所提供的電力約為10千瓦。而這與神戶港試驗(yàn)所達(dá)到的輸電距離和能力幾乎一致。因此，目前比較樂(lè)觀的估計(jì)是，在未來(lái)5年之內(nèi)，無(wú)線輸電技術(shù)就能夠取代上述低壓電線的架設(shè)。
過(guò)去，當(dāng)電塔和高壓電線被地震、霜凍、暴雪等自然災(zāi)害破壞后，由于搶修電塔和重新架設(shè)高壓電線的工程既費(fèi)力又費(fèi)時(shí)，因此如何盡快恢復(fù)斷電地區(qū)的電力供應(yīng)往往成為搶險(xiǎn)救災(zāi)過(guò)程中的一大難題。而在未來(lái)，隨著無(wú)線輸電技術(shù)的輸電能力的進(jìn)一步提高，人們完全可以使用直升機(jī)將無(wú)線送電設(shè)備和受電設(shè)備吊裝至斷電地區(qū)，從而通過(guò)無(wú)線輸電的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)緊急供電。
此外，當(dāng)前被視為主要新型能源技術(shù)之一的海上風(fēng)力發(fā)電，在未來(lái)也完全有可能直接以無(wú)線輸電的方式，將遠(yuǎn)離海岸線的海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所產(chǎn)生的電力傳輸至陸地，而無(wú)須鋪設(shè)海底電纜，從而大幅削減建設(shè)和維護(hù)的經(jīng)濟(jì)成本。
對(duì)于普通人而言，無(wú)線輸電技術(shù)的應(yīng)用前景也十分廣泛。隨著老齡化的加劇，已經(jīng)開始有越來(lái)越多腿腳不靈便的老年人依靠電動(dòng)車、電動(dòng)輪椅等設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)、出行和生活自理。但是，在固定插座上插拔電源線來(lái)對(duì)電動(dòng)車等設(shè)備進(jìn)行充電的傳統(tǒng)方式，對(duì)于大量行動(dòng)不便的老年人而言，無(wú)疑是一件既困難又麻煩的事情。在未來(lái)，無(wú)線輸電技術(shù)的成熟會(huì)使得這一切變得十分輕松。老年人只要駕駛裝有無(wú)線受電裝置的電動(dòng)車進(jìn)入到無(wú)線送電裝置附近的一定空間距離之內(nèi)，充電的過(guò)程將自動(dòng)被完成。
實(shí)際上，除了上述具體的應(yīng)用實(shí)例之外，無(wú)線輸電技術(shù)更為重要的意義在于，其有可能在無(wú)限廣闊的宇宙空間為全人類開辟出一條全新的能源獲取通道。
對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)也許并不新鮮。從家用的太陽(yáng)能熱水器到荒漠中巨大的太陽(yáng)能電池板陣列，都是人類通過(guò)到達(dá)地球表面的太陽(yáng)光來(lái)獲取電能的具體方式。但是，任何鋪設(shè)于地球表面的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施都至少面臨著兩大無(wú)法克服的難題：一是地球自轉(zhuǎn)形成的日夜交替，二是大氣環(huán)流造成的霜霧雨雪。
為此，有科研人員提出，能否向距離太陽(yáng)*近的地球赤道上空的靜止軌道上發(fā)射一種專門的太陽(yáng)能發(fā)電衛(wèi)星，并為其安裝上正反兩面均能發(fā)電的巨大太陽(yáng)能電池板。如此一來(lái)，由于不再受困于上述兩大難題，太陽(yáng)能發(fā)電衛(wèi)星的發(fā)電效率將高出地面太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備10倍以上。這也就是所謂的“宇宙太陽(yáng)能發(fā)電” 構(gòu)想。
據(jù)測(cè)算，按照目前人類所生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池板的能量轉(zhuǎn)換效率，如果能夠在距地球赤道約36000公里上空的靜止軌道上，發(fā)射一顆配有邊長(zhǎng)為2.5千米的正方形太陽(yáng)能電池板的發(fā)電衛(wèi)星，其發(fā)電量可達(dá)到100萬(wàn)千瓦級(jí)，足以和一座核能發(fā)電機(jī)組相媲美。
然而隨之而來(lái)的問(wèn)題是，要從遙遠(yuǎn)的太空中將如此巨大的電能傳輸回地球表面供人類使用，顯然不可能再采取架設(shè)電線的傳統(tǒng)輸電方式。因此，無(wú)線輸電技術(shù)能否取得重大突破，就成了“宇宙太陽(yáng)能發(fā)電”這一宏大構(gòu)想能否轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵之所在。
目前，隨著無(wú)線輸電技術(shù)的相關(guān)試驗(yàn)不斷取得成功，以經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省為核心的日本相關(guān)研究開發(fā)機(jī)構(gòu)已經(jīng)預(yù)測(cè)，到21世紀(jì)40年代，“宇宙太陽(yáng)能發(fā)電”將得以實(shí)用化。屆時(shí)，宇宙空間中取之不盡用之不竭的太陽(yáng)能將被太陽(yáng)能發(fā)電衛(wèi)星轉(zhuǎn)化為巨大的電能，并運(yùn)用無(wú)線輸電技術(shù)源源不斷地傳輸至地球表面。這對(duì)于人類逐步擺脫化石能源及其所造成污染問(wèn)題，無(wú)疑將起到不可估量的推動(dòng)作用。
