日前,日本先后兩次成功進(jìn)行了微波無線輸電實(shí)驗(yàn),該成果有望用于太空太陽能發(fā)電領(lǐng)域。
日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)11日說,研究人員利用微波,將1.8千瓦電力(足夠用來啟動(dòng)電水壺)以無線方式,精準(zhǔn)地傳輸?shù)?5米距離外的一個(gè)接收裝置。
12日,日本三菱重工也宣布,科研人員將10千瓦電力轉(zhuǎn)換成微波后輸送,其中的部分電能成功點(diǎn)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(nèi)成功實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)表明無線輸電商業(yè)化已經(jīng)成為可能。”
無線輸電是指不經(jīng)過電纜將電能從發(fā)電裝置傳送到接收端的技術(shù)。該技術(shù)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。
三菱重工表示,會(huì)將這一技術(shù)用于太空太陽能發(fā)電系統(tǒng)(SSPS)。該公司計(jì)劃在2030年至2040年運(yùn)用該技術(shù),將太空的發(fā)電裝置獲得的電能通過微波向地面?zhèn)鬏?。?jù)估算,如果使用直徑兩三千米的巨大太陽能電池板進(jìn)行太空發(fā)電,將能達(dá)到一臺(tái)常用的百萬千瓦裝機(jī)容量的核電機(jī)組發(fā)電水平。
此外,該技術(shù)有望在其他領(lǐng)域也得到利用,例如海上風(fēng)力發(fā)電站向陸地輸電、向自然條件艱險(xiǎn)的地區(qū)輸電以及電動(dòng)汽車無線充電等領(lǐng)域。
科學(xué)家表示,這“一小步”可能是人類高效利用清潔能源的“一大步”。想象這樣一個(gè)情景:一座太陽能發(fā)電衛(wèi)星靜止在距離地面3.5萬千米的高空,源源不斷地為地面上的城市供電。這種輸電方式清潔、安全,不受惡劣天氣和時(shí)間的影響,也不會(huì)發(fā)生傳統(tǒng)核電站的核泄漏事故。
不過,最終實(shí)現(xiàn)這一愿景還有很長的路要走。日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)科學(xué)家說,可能要等到2040年或更晚的時(shí)候。有許多困難需要克服,比如將巨大的發(fā)電裝置送到太空、如何組裝和維護(hù)等。
太空太陽能發(fā)電計(jì)劃最早是美國在上世紀(jì)60年代提出來的。2009年日本產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)省在開始資助SSPS項(xiàng)目。
三菱重工2012年與日本產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)省達(dá)成協(xié)議,負(fù)責(zé)“2012年太陽能無線傳輸發(fā)展計(jì)劃”的研究工作。