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摘 要:电能是当前人类社会主要能源,人类已对电能产生依赖性。现代社会中,不论企业生活,还是日常生活都离不开电能。随着科学技术的进步,电力技术随之发展。无线电能传输技术是新时代、新技术环境,提出的一个新概念电力技术。该技术的诞生是电力技术改革发展的里程碑,使电力技术发生了革命性变化。虽然当前该技术仍不成熟,但不久的将来,无线电能传输必然成为现代社会的核心电力技术之一,研究无线电能传输技术具有重要意义。本文将针对无线电能传输技术与其应用展开研究和分析。
关键词:电力技术;无线电能;技术应用;传输技术
引言:传统电力传输技术为有线传输,有线电能传输方式不可避免的,会产生一定传输损耗、尖端放电、线路老化等一系列问题,这些问题的发生降低了供电系统稳定性与可靠性。另外,一些特殊用电环境下,有线电能传输易引起火灾、爆炸,带来巨大安全隐患。并且有线电能传输,电缆的应用在生活中也存在一定不便性,且这种电力供应系统结构建设成本高,这使得无线电能传输技术成为了众多学者研究的重点課题。无线电能传输技术属于非接触电能传输,无需电能传输介质,实现了一种全新概念的电能传输。
一、无线电能传输技术研究
无线电能传输技术,又称非接触电能传输技术,其基本原理是:电磁感应原理和电磁场谐振。无线电能传输技术与传统有线电能传输技术有着很大区别,完全颠覆了传统电力技术理念和电能传输理论。无线电能传输技术,电能传输过程无需物理介质,而通过发射器将电能转换为其他形式的中继能量,例如:微波、激光、电磁等[1]。然后,进行隔空传输,在通过接收器将中继能量转换为电能,实现无线电能传输,是一种利用无线电机理的电力技术手段。无线电能传输理论,由萨尔维亚裔美籍科学家、发明家Nikola Tesla提出[2]。Nikola Tesla对电力商业化有着巨大贡献,他是现代交流电系统、交流发电机设计者。他在英国物理学家Michael Faraday的电磁场理论基础上,对无线电与无线通信进行了深入研究,并取得了突出研究成果,提出了无线电能传输理论,为无线电能传输技术发展奠定了理论基础。二十世纪初,日本对无线电能传输技术进行了研究,并发明无线电能传输定向天线。随后不久,新西兰科学家博伊斯,成立无线电能传输技术课题研究小组,并取得重大突破,将无线电能传输技术研究推向了一个新阶段。二零零七年,美国麻省理工大学物理学院教授Marin Soljacic对无线电能传输技术进行了应用实验,成果点亮两米外的60w灯泡[3]。这一实验的成功,使人们看到了无线电能传输技术应用的可能性,所以在此之后大量科学家与学者融入到无线电能传输技术研究中。二零零九年,美国无线电力公司,成功展示利用无线电能传输技术为两台手机隔空充电,并成功点亮一台没有连接电源的电视机。无线电能传输技术无需电能传输介质,利用磁通量作为电能传输介质,通过线圈产生电动势,具有非常好的便利性,被誉为未来十大科研技术之一。目前美国、日本、法国无线电能传输研究方面已取得成果,而中国相关研究才刚刚起步,且非常滞后。
二、无线电能传输技术应用探析
从目前来看无线电能传输技术仍然处于实验阶段,不论相关理论,还是技术都并没有完全成熟,所以应用方面也会存在一定据局限性。从无线电能传输技术性质来看,实际上该技术性质与无线通讯没有本质区别。但相比之下无线电能传输技术更加复杂,传输的是电能,而非附载于能量之上的信息。
未来无线电能传输技术必然成为主流电力技术,从目前研究方向来看,主要无线电能传输方式有:电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式。不同传输方式特点不同,应用范围也存在差异。电磁感应可用于:低功率、近距离传输,无线电能传输;电磁共振适于:中等功率、中等距离无线电能传输;电磁辐射则可用于:大功率、远距离无线电能传输。从主要应用方向来看,无线电能传输技术将应用到电动汽车充电、智能家居物联网的实现、医疗设备、工业生产等多个领域。
无线电能传输技术在电动汽车领域的应用,为电动汽车普及奠定了基础,不仅有效解决了传统充电模式中,充电桩建设问题,同时又有效解决了电动汽车充电集中问题,给电动汽车普及带来了可能性。电动汽车推广,能有效解决传统汽车尾气的污染问题,同时还能节约石油能源,缓解能源紧缺问题。在传统电动汽车充电模式下,电动汽车数量的增加,必然对电网造成冲击,影响整个电力系统的稳定性与可靠性,而无线电能传输则很好的解决了这些问题。目前西方发达国家汽车企业,都在积极针对电动汽车无线充电技术进行研究,并取得了显著研究成果。例如,美国能源部橡树岭国家实验室就针对电动汽车无线充电技术进行了研究,与丰田汽车公司、思科系统公司合作研发了,丰田RAV4电动汽车,该电动汽车就基于无线电能传输技术充电,可实现20KW的充电功率,且充电速度非常快,是传统充电桩充电速度的三倍左右,充电达到百分之八十仅需十八分钟。目前美国能源部橡树岭国家实验室表示,他们正在研发50KW系统,完成整个充电过程仅需七分钟。
另一方面,从无线电能传输技术在智能家居中的应用来看,能解决传统电缆限制,实现电器最大化便利。例如,无线手机充电、电脑充电、移动设备充电等等。从工业领域的应用来看,通过该技术,能解决诸多特殊作业环境的用电问题,例如:水下作业、分布式传感供电等等。无线电能传输技术的应用,节省了大量线材,节约了资源,减少了污染,实现了低碳环保供电。相关专家预计,二零一六年全年,全球无线电力市场产值将得到两百二十七亿美元,不论移动设备,还是大型用电设备都将逐渐应用无线电能传输技术。
结束语:无线充电联盟调查研究表示,未来十年无线电能传输技术将像蓝牙技术一样得到高度普及。无线电能传输技术能突破传统电能传输的局限性,在不通过电缆的情况下,完成电能的传输,且充电速度更快,损耗更小,研究无线电能传输技术具有重要的现实意义。
参考文献
[1] 朱忠尼,林洁. 磁耦合谐振式无线电能传输技术发展和应用研究[J]. 空军预警学院学报,2014,01:37-43.
[2] 李阳. 大功率谐振式无线电能传输方法与实验研究[D].河北工业大学,2014,02:49+101.
[3] 富一博,于沨. 无线电能传输技术的发展及其水下应用趋势浅析[J]. 大连大学学报,2014,06:30-33.
作者简介:魏宜平,男,四川,1977/11/08,本科,工程师,无线电技术和计算机网络工程,本人2003年毕业于新疆大学计算机通信专业,同年在国家新闻出版广电总局二〇二二台工作至今,从事设备维护和技术改造工作。
关键词:电力技术;无线电能;技术应用;传输技术
引言:传统电力传输技术为有线传输,有线电能传输方式不可避免的,会产生一定传输损耗、尖端放电、线路老化等一系列问题,这些问题的发生降低了供电系统稳定性与可靠性。另外,一些特殊用电环境下,有线电能传输易引起火灾、爆炸,带来巨大安全隐患。并且有线电能传输,电缆的应用在生活中也存在一定不便性,且这种电力供应系统结构建设成本高,这使得无线电能传输技术成为了众多学者研究的重点課题。无线电能传输技术属于非接触电能传输,无需电能传输介质,实现了一种全新概念的电能传输。
一、无线电能传输技术研究
无线电能传输技术,又称非接触电能传输技术,其基本原理是:电磁感应原理和电磁场谐振。无线电能传输技术与传统有线电能传输技术有着很大区别,完全颠覆了传统电力技术理念和电能传输理论。无线电能传输技术,电能传输过程无需物理介质,而通过发射器将电能转换为其他形式的中继能量,例如:微波、激光、电磁等[1]。然后,进行隔空传输,在通过接收器将中继能量转换为电能,实现无线电能传输,是一种利用无线电机理的电力技术手段。无线电能传输理论,由萨尔维亚裔美籍科学家、发明家Nikola Tesla提出[2]。Nikola Tesla对电力商业化有着巨大贡献,他是现代交流电系统、交流发电机设计者。他在英国物理学家Michael Faraday的电磁场理论基础上,对无线电与无线通信进行了深入研究,并取得了突出研究成果,提出了无线电能传输理论,为无线电能传输技术发展奠定了理论基础。二十世纪初,日本对无线电能传输技术进行了研究,并发明无线电能传输定向天线。随后不久,新西兰科学家博伊斯,成立无线电能传输技术课题研究小组,并取得重大突破,将无线电能传输技术研究推向了一个新阶段。二零零七年,美国麻省理工大学物理学院教授Marin Soljacic对无线电能传输技术进行了应用实验,成果点亮两米外的60w灯泡[3]。这一实验的成功,使人们看到了无线电能传输技术应用的可能性,所以在此之后大量科学家与学者融入到无线电能传输技术研究中。二零零九年,美国无线电力公司,成功展示利用无线电能传输技术为两台手机隔空充电,并成功点亮一台没有连接电源的电视机。无线电能传输技术无需电能传输介质,利用磁通量作为电能传输介质,通过线圈产生电动势,具有非常好的便利性,被誉为未来十大科研技术之一。目前美国、日本、法国无线电能传输研究方面已取得成果,而中国相关研究才刚刚起步,且非常滞后。
二、无线电能传输技术应用探析
从目前来看无线电能传输技术仍然处于实验阶段,不论相关理论,还是技术都并没有完全成熟,所以应用方面也会存在一定据局限性。从无线电能传输技术性质来看,实际上该技术性质与无线通讯没有本质区别。但相比之下无线电能传输技术更加复杂,传输的是电能,而非附载于能量之上的信息。
未来无线电能传输技术必然成为主流电力技术,从目前研究方向来看,主要无线电能传输方式有:电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式。不同传输方式特点不同,应用范围也存在差异。电磁感应可用于:低功率、近距离传输,无线电能传输;电磁共振适于:中等功率、中等距离无线电能传输;电磁辐射则可用于:大功率、远距离无线电能传输。从主要应用方向来看,无线电能传输技术将应用到电动汽车充电、智能家居物联网的实现、医疗设备、工业生产等多个领域。
无线电能传输技术在电动汽车领域的应用,为电动汽车普及奠定了基础,不仅有效解决了传统充电模式中,充电桩建设问题,同时又有效解决了电动汽车充电集中问题,给电动汽车普及带来了可能性。电动汽车推广,能有效解决传统汽车尾气的污染问题,同时还能节约石油能源,缓解能源紧缺问题。在传统电动汽车充电模式下,电动汽车数量的增加,必然对电网造成冲击,影响整个电力系统的稳定性与可靠性,而无线电能传输则很好的解决了这些问题。目前西方发达国家汽车企业,都在积极针对电动汽车无线充电技术进行研究,并取得了显著研究成果。例如,美国能源部橡树岭国家实验室就针对电动汽车无线充电技术进行了研究,与丰田汽车公司、思科系统公司合作研发了,丰田RAV4电动汽车,该电动汽车就基于无线电能传输技术充电,可实现20KW的充电功率,且充电速度非常快,是传统充电桩充电速度的三倍左右,充电达到百分之八十仅需十八分钟。目前美国能源部橡树岭国家实验室表示,他们正在研发50KW系统,完成整个充电过程仅需七分钟。
另一方面,从无线电能传输技术在智能家居中的应用来看,能解决传统电缆限制,实现电器最大化便利。例如,无线手机充电、电脑充电、移动设备充电等等。从工业领域的应用来看,通过该技术,能解决诸多特殊作业环境的用电问题,例如:水下作业、分布式传感供电等等。无线电能传输技术的应用,节省了大量线材,节约了资源,减少了污染,实现了低碳环保供电。相关专家预计,二零一六年全年,全球无线电力市场产值将得到两百二十七亿美元,不论移动设备,还是大型用电设备都将逐渐应用无线电能传输技术。
结束语:无线充电联盟调查研究表示,未来十年无线电能传输技术将像蓝牙技术一样得到高度普及。无线电能传输技术能突破传统电能传输的局限性,在不通过电缆的情况下,完成电能的传输,且充电速度更快,损耗更小,研究无线电能传输技术具有重要的现实意义。
参考文献
[1] 朱忠尼,林洁. 磁耦合谐振式无线电能传输技术发展和应用研究[J]. 空军预警学院学报,2014,01:37-43.
[2] 李阳. 大功率谐振式无线电能传输方法与实验研究[D].河北工业大学,2014,02:49+101.
[3] 富一博,于沨. 无线电能传输技术的发展及其水下应用趋势浅析[J]. 大连大学学报,2014,06:30-33.
作者简介:魏宜平,男,四川,1977/11/08,本科,工程师,无线电技术和计算机网络工程,本人2003年毕业于新疆大学计算机通信专业,同年在国家新闻出版广电总局二〇二二台工作至今,从事设备维护和技术改造工作。