大家好,關于無線輸電技術很多朋友都還不太明白,今天小編就來為大家分享關于無線輸電技術有幾種的知識,希望對各位有所幫助!
特斯拉的無線輸電技術原理是將地球看作導體,讓低頻電磁輻射在其中形成共振,另外利用低空大氣層傳輸一部分能量,并結合高空大氣層形成回路。
1889年特斯拉發(fā)明了「無線輸電***」,他在美國科羅拉多泉(ColoradoSpring)建設實驗室開發(fā)及研究此項「無線傳電」技術,經過八個月的研究后,特斯拉便決定在長島(LongIsland)試建首座名為「沃登克里弗塔」(WardenclyffeTower)的電力發(fā)射塔,該塔能夠與地球的電離層與大地構成的電容發(fā)生串聯諧振,能量可以被地球的另一端的一個沃登克里弗塔所接收,通過這種***便可以將電離層中的電力輸送到地球的任意一端。該塔利用的是地球存在于電離層中的能量,因此能量非常的大并且使用起來幾乎沒有污染。此技術大大減少了電力傳輸線路所花費的成本以及傳輸造成的損耗,并且使用的是電離層中的電能。
2015年3月8日,日本宇宙航空研究開發(fā)機構成功進行了微波無線輸電實驗。研究人員利用微波,將1.8千瓦電力(足夠用來啟動電水壺)以無線方式,精準地傳輸到55米距離外的一個接收裝置,接收裝置則將這種“無線電”轉換為直流電。
2015年3月12日,日本三菱重工也宣布,科研人員將10千瓦電力轉換成微波后輸送,其中的部分電能成功點亮了500米外接收裝置上的LED燈。這也是迄今為止日本在國內成功實驗中距離最長、電力最大的一次。三菱重工周五在一份聲明中說:“我們確信,這次實驗表明無線輸電商業(yè)化已經成為可能。”
原理將兩個線圈放置于鄰近位置上,當電流在一個線圈中流動時,所產生的磁通量成為媒介,導致另一個線圈中也產生電動勢。
理論和經驗都表明:當原邊電流頻率、幅值越高,原、副邊距離越小,與空氣相比,磁心周圍介質的相對磁導率越大時,可分離式變壓器的傳輸效率越高。但實際應用當中原副邊距離不可能無限小,必須對原副邊采取相應的補償措施。
無線輸電是指不經過電纜將電能從發(fā)電裝置傳送到接收端的技術。該技術最大的困難在于,如何解決無線電波在傳輸中的彌散和衰減問題。對于無線通訊來說,電波的彌散可能是好事,但無線輸電則恰恰相反。
輸電工程最關心的是效率和經濟性。無線電能傳輸的效率取決于微波源的效率、發(fā)射/接收天線的效率和微波整流器的效率,其經濟性如何,依賴于所用頻段的微波元器件的價格與有線輸電系統所用器材價格的比較,也與具體的輸電網絡的參數有關系。
無線輸電就是將交流電力用無線電磁波的形勢發(fā)射出去!再由無線共振的接收系統接收驅動電力機械!
尼古拉·特斯拉(NikolaTesla,1856年-1943年),1856年7月10日出生在克羅地亞,是一位世界知名的發(fā)明家、物理學家、機械工程師和電機工程師。19世紀末20世紀初,他對電力學和磁力學做出了杰出貢獻。他的專利和理論工作依據現代交變電流電力系統,包括多相電力分配系統和交流電發(fā)電機,他最早提出并研究實踐了電力的無線傳輸技術!
尼古拉·特斯拉以無線傳輸電力的方式,直到一百年后的「理論科學界」才實驗出來,2006年麻省理工學院最尖端的技術可以利用“諧振式電磁感應”將無線電力傳輸到三公尺,隔空點亮了60瓦的燈泡,超過三公尺距離就點不亮了,超過十公尺就沒電了。
美國的軍方從1945年已可以隔空傳輸太陽能約一百五十公里,但是電力極其微弱,直到后期有驚人的突破,可以從地球去點亮位在月球上的60瓦燈泡,超越“理論科學界”至少五十年的科技水平,而部分科技則交由美國航太總署使用。
一、大地和空氣的電導率是無線輸電繞不開的坎。
如果不考慮電能的傳輸效率,利用無線電波輸送電力也不是不可能的事情。然而就怕這個然而,咱們好不容易通過各種手段得到的電能,如果在輸送當中,被大氣和地球給吸收掉的話,那是哭都來不及的。
二、利用無線大功率輸送電力更不可行。
在大功率條件下利用無線輸送電力不論是大面積輸送還是類似激光那樣輸送都不可行。大面積輸送的問題是,大量的電力會浪費掉。集中定向輸送的問題是,會帶來不可想象的后果。如果有人造飛行器進入這個空域呢?或者是遷徙中的鳥類進入?這個后果誰能承擔?
這方面我也查了一些資料,目前比較實用的都是一些功率比較小的裝置,每平方厘米幾毫瓦的輸送能力。其實我很懷疑,這樣的輸送能力有什么大用?那些耗電量大的裝置是肯定不能用的。
三、那是不是說無線輸電技術就沒有用了呢?
也不是的,特殊場合無線輸電技術還是會有它無可比擬的優(yōu)勢的。我簡單說一下有可能的應用:
1、手機這類設備的無線充電;這個就不多說了,因為現在有很多企業(yè)已經在開始做這類應用開發(fā),咱們拭目以待就好
2、一些小功率、低功耗的用電設備;尤其是一些植入人體的輔助醫(yī)療設備,我們總不能隔一段時間就把肉割開換個電池吧。如果能通過收集日常生活中的能源,變成存儲在電池中的電能,就能讓這些設備保持長時間的工作,這有多美好。
3、某些特殊裝備。其實我們的身邊充滿了電磁波,如果能有一些裝置把它們收集起來,并加以利用,那肯定也能給咱們的節(jié)能減排做出巨大的貢獻。也希望科研人員能在這方面多做一些研發(fā)投入。
4、有一些需要特殊做環(huán)境保護的地方也需要這樣的技術。地面輸送都需要電纜,架設鐵塔,或者用太陽能電池板,這些行為都會對環(huán)境有影響。但是低功率的微波傳送就不會破壞環(huán)境。
5、無線微波傳輸電力,有可能成為未來某一天人類開發(fā)利用太陽能的一種***。把太陽能電池板送入太空,這樣就避免了地球上晝夜交替帶來的太陽能發(fā)電影響。然后再利用微波把電能輸送回地球,是一種成本很低的可行***。只是這種***跟前面提到的問題一樣,不能功率很大。否則誰路過那束電波都有可能出現問題,到時候找誰說理去?而且,如果功率太大,萬一設備出故障了,這家伙就相當于一把懸在人類頭頂上的寶劍,你知道它有可能傷到誰?
綜上所述,無線輸電技術,只能應用于特殊場合,并不適合大功率輸電應用。
在19世紀末,尼古拉·特斯拉曾經進行過無線輸電實驗。在特斯拉的設想中,電力傳到遠方的用電設備無需借助導線傳播,而是直接在空中傳播,從而極大降低輸電成本。
特斯拉的無線輸電原理利用到了現在被稱為舒曼共振的一種全球性的電磁共振。地球表面和電離層形成一個空腔或者說電容,閃電的放電能夠產生和激發(fā)全球性的電磁共振,在7.83赫茲出有一個明顯的峰值。
特斯拉設想,地球可以作為輸電導體。通過地面的特斯拉線圈,交流電脈沖被輸送到地面和電離層的諧振空腔中形成電磁共振,這樣電能就可以在大氣內不斷傳播,并且功率損失非常小。在地球上的任何一個地方,只要有類似的諧振電容天線,就能接收到空中的交流電。
為此,在1901年,特斯拉建造了一座大型高壓無線電站,現在被稱為沃登克里弗塔,他想以此進行遠距離的無線輸電和無線廣播實驗。因為無線輸電和無線廣播在本質上是一樣的,它們都是依賴于無線電波的發(fā)射和接收。
不過,由于遠距離的無線廣播技術被馬可尼先一步實現,沃登克里弗塔的建設失去了資金支持。不久后,沃登克里弗塔被拆除掉,特斯拉始終未能進行遠距離的無線輸電實驗。
時至今日,特斯拉當年的設想一直沒能實現。原因應該不是科學原理的問題,而是來自技術和成本方面。特斯拉的無線輸電技術存在電磁輻射和效率的問題,電磁波會向外擴散開來,其效率會迅速下降,因為它遵循距離的平方反比定律。如果要建造一臺百萬瓦特的無線電力發(fā)射機,必須一直向它注入100萬瓦的電力,即使用電端只想從它那里接收10瓦的電力。
不過,在短距離內實現無線傳輸電力是可能的,目前已經有這樣的技術了。在2015年,日本三菱重工通過無線輸電技術把500米外的燈泡點亮。不過,這種技術與特斯拉的***并不相同,前者使用微波把電能集中起來輸送過去。
OK,本文到此結束,希望對大家有所幫助。