太阳能与无线输电

来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/27 18:09:45
非洲太阳能与无线输电实验
在非洲留尼汪岛西南部的格朗巴桑大峡谷进行了一场特殊的实验：一只２００瓦的灯泡亮了起来。在灯泡周围，既没有电线，也没有插头和插座。实验者居伊·皮尼奥莱是一位从事太空研究的工程师。
居伊·皮尼奥莱的试验就是利用微波进行长距离无线输电。一部发电机发出的电能首先通过磁控管被转变为电磁微波，再由微波发射器将微波束送出，４０米外的接收器将微波束接收后由变流机转换为电流，然后将电灯泡点亮。这次试验的成功，仅是走出了无线输电的第一步。
第二步将从２００３年开始，即给整个格朗巴桑村供电。这一步的试验室试验阶段已经完成。目前，第一批发射器和接收器样机已由留尼汪的企业造出。工程技术人员决定在距格朗巴桑村７００米远的山头上建一座高压电线塔，在山头的峡谷边缘修建发射器，发射器由一个小型的喇叭状天线和一个抛物柱面反射器组成。发射器的磁控管将高压电线塔输来的电能转换为电磁波束，电磁波束被谷底格朗巴桑村旁呈蜂窝状的接收器接收。随后，电磁波能先被转换为高压直流电，然后再被转换为低压直流电，最后被转换为２２０伏的普通交流电供格朗巴桑村使用。最终，磁控管的优点是价格低廉，缺点是寿命短、工作频率难以控制。因此，磁控管将被雷达系统上常用的速调管所取代。速调管的工作频率极易控制，寿命也比较长，但其价格比磁控管要昂贵得多。第三种取代方案是使用半导体。
在陆地上无线输电的好处是发射器和接收器与大自然融为一体而不破坏环境，高压线输电或太阳光电板则会破坏环境；无线输电的成本比地下电缆输电的成本要低得多，甚至比用柴油发电机组发电的成本还要低。用于无线输电的微波束的强度仅为每平方厘米５毫瓦，比每平方厘米１００毫瓦的阳光强度小得多。因此，微波无线输电十分安全，它不会发生电离，不会使周围生物的基因发生变异。在微波接收器下面甚至可以种植蔬菜。
研究人员下一步的计划是在太空建一座太阳能发电站：将一些地球卫星送入距地面３．６万公里高的同步轨道上，卫星上的光电板将太阳的光能转换为电能，然后将电能用微波的形式传送到地球表面。太空上的光电板平均每平方厘米可以接收１４０毫瓦的光能，为地球表面光能接收效率的８倍。而且，在太空，光能的接收不受昼夜、阴晴和季节变化的影响。
据悉，对于太空电站生产的电能，日本和加拿大打算将电能通过微波由一架小飞机运回地面，而法国则打算在同步轨道上安置一面直径为１公里的镜子，将呈微波状态的电能反射传输到墨西哥与巴黎、撒哈拉与北京、澳大利亚与纽约之间，即将电能传输到需要它的地方。日本计划在２０４０年前后建立太空发电站。（国信）
法国将进行无线输电试验
根据科学家的构想，未来的无线电力传输(即无线输电)技术系统将解决电力生产和输送两大问题。首先，计划将50km宽的太阳能电池板安装在月球上或在地球太空轨道上飞行。由于不受空中云彩、大气尘埃及昼夜交替影响，接受的光照比地球上多8倍。产出的电能通过微波束传送到地球，再由地面上长达10km的矩形天线接收。其每套系统的发电量相当于一座地面核电站。
无线电力传输工程规模巨大，资金是最大的问题。法属留尼汪大学的帕垂克．金狄作为无线电力传输试验的项目经理，正负责将磁控管与离一村庄最近的地面电源电缆相连接，并发射微波能量，微波跨过村庄后由一个15m2的矩形天线接收。这一试验项目预算资金为25万法郎(约合3.1万美元)，无线电力传输系统将在今后几年内完成。为帮助试验地区的村民消除对微波的担忧，研究人员在当地学校里举办了展览，让大家明白试验系统的工作原理，了解试验没有危害的原因，以获得村民的支持。
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