新西兰的一家新创能源公司认为,它可以透过无线电力传输系统为全世界供电,该系统可以将电力输送到难以到达的区域,并且成本比传统电力线更低。这家公司就是新创公司 Emrod,它与一家领先的电源供应器公司合作,携手透过一系列天线来进行电力传输的测试作业。唯一的限制因素是天线必须在彼此的视线范围内。
该系统是由一个电源、一支发射天线、多个中继站和一支接收天线(通常称为「Rectenna整流天线」)所组成。Emrod 将电能转换为微波,再经由圆柱形光束传输到中继站。这些中继站会将光束重新聚焦,并引导光束沿着路径到达整流天线,并在那里将微波转换回电能。
使用完全相同的技术在更长的距离上能传输100倍电力
这个概念并非什么新鲜事。事实上,集未来学家、电气工程师和发明家于一身的尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)早在 100 多年前就设想出无线电力系统。横跨大陆的洲际微波中继网络在 1950 年代开启了欧洲与美洲之间的电话通讯,最近几十年更为我们带来了愈来愈高效的无线网络与卫星通讯技术。
Emrod 系统最引人注目的地方在于高效率和几乎完全没有能量损失的亮丽表现。Emrod 创办人 Greg Kushnir 表示:「我们开发的所有零组件在效率表现上都非常好,接近 100%。」他强调,他的系统使用了许多与一般家用微波炉相同的组件,然而一般家用微波炉的效率只有 70%。近年来,用于能量传输的新型材料开发有助于将能量损失降至最低程度。
「我们不是第一个运用这项技术的人,但我们是第一家拥有商业上可行解决方案的供货商,」Kushnir表示。Emrod 已经对该系统进行短距离测试,截至目前为止,其最远达到 130 英尺。该公司官方代表表示,实在没有理由会认为该系统无法在数百英里范围内完美运行。离岸设施可以将电力传输到难以达到的目的地。电力可以很容易地传输到山区,抑或铺设传统电线过于危险或过于昂贵的任何地区。在历经飓风或其他自然灾害过后,无线电站可以迅速建立。
「我们可以使用完全相同的技术在更长的距离上传输 100 倍的电力,」Kushnir 指出:「使用 Emrod 技术的无线系统,可以传输当前电线解决方案所传输的任何电量。」
能源发电和储能有重大进展,但150年来能源传输方式却原地踏步
像是鸟类之类的野生动物会被微波束击中吗?Emrod 官方代表表示,当有诸如鸟类、其他动物或人类等物体靠近时,环绕在微波传输周围并扮演安全保护机制的激光束保护环会立即将该光束关闭。瞬间断电不致于会对整体电力传输造成影响。使用像是医疗设备之类敏感设备的公共设施会需要备用电池,以防偶尔的断电,在这种情况下,即使只有几秒钟的停电也会造成严重的影响。
此外,该电力密度很低。「这不仅是你提供了多少电力,而是每平方公尺能提供多少电力,」Kushnir表示:「我们使用的密度等级相对较低。目前,我们使用的电力密度等级相当于中午时站在户外晒太阳一样,大约每平方公尺1 瓩(kW)。」他指出,恶劣的天气或不稳定的大气条件不会对电力传输造成影响。如果传输失败,与卡车相连的移动站会随即派出执行勤务。
「我们在世界各地拥有丰富洁净的水力能、太阳能和风能,但使用传统方法传输这些能源会构成成本高昂的巨大挑战,」Kushnir 指出:「我想提出一种解决方案,把所有洁净能源以经济实惠且环保的方式从资源丰富的地方转移到有需要的地方。」
「能源发电和储能方法在过去的一个世纪里取得巨大的进展,但是能源传输在过去的 150 年里几乎没有改变,」他表示。该公司与 Powerco 的联合计划将于 10 月展开。该公司还计划将电力从新西兰大陆横跨 19 英哩的水域传输到最南端的史都华岛(Stewart Island)上,预计成本只需传统电线系统的一半。