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无线输电达到新的里程碑:迄今最长距离

DARPA 实现了约 20% 的转换效率。参考图片。(图片来源:Pexels,Burak The Weekender)
DARPA 实现了约 20% 的转换效率。参考图片。(图片来源:Pexels,Burak The Weekender)
美国军方国防机构在 60 秒内可将能量传输 8.6 公里。这创下了激光无线传输的最远距离。该机构使用红外线激光束传输 800 瓦的电能。
Science Business Renewable

无电缆输电无电缆输电一直是人类的梦想,尤其是在尼古拉-特斯拉(Nikola Tesla)为实现这一目标而献出生命的最后时光之后。从那时起,各家公司也开始寻找能够实现这种可能性的技术。

美国军方的 国防高级研究计划局(DARPA)取得了一项里程碑式的成就,成为这项研究领域最先进的机构。该机构利用激光技术在 30 秒内成功地将 800 瓦的功率传输了 8.6 公里,相当于为微波炉或小冰箱供电所需的能量。凭借这一成就,DARPA 的持久性光学无线能量中继(POWER)计划创下了迄今为止无线传输最大距离的纪录。

该系统使用了一束 精确聚焦的红外激光束该激光束射向一个紧凑型地面接收器。接收器采用抛物面镜将射入的激光聚焦到一组光伏(PV)电池上,从而将激光能量转化为电能。之所以选择这种设计,是因为它简单、可快速制造(在不到三个月的时间内制造完成),并且能够在长距离内保持光束对准,同时将色散或大气散射降至最低。

该系统依靠自适应光学和光束转向机制来稳定长距离激光并补偿大气湍流,以确保成功捕获能量。针对所使用的特定激光波长对光伏电池进行了优化,使其能够 转换效率约为 20考虑到传输距离和激光安全限制,这一转换效率相对较高。尽管传输距离很远,但光束仍保持了足够的相干性和功率密度,可在 30 秒内传输超过 1 兆焦耳的能量。

该机构在这方面已经取得了一些里程碑式的成就,例如,2024 年底,该机构在 20 秒内传输了 230 瓦的能量,传输距离为 1.7 公里,测试距离为 3.7 公里。

不过,其他公司也取得了其他里程碑式的成就。PowerLight Technologies 公司展示了红外线 400 瓦的红外线传输的红外线传输,但发送能量的时间超过 12 小时。同样,新西兰的 Emrod 公司利用微波技术,在几百米的距离上传输了约 2 千瓦的能量,但效率却达到了约 97%。

下一步是什么?

这次演示是 POWER 项目第一阶段的一部分,共分三个阶段。该机构目前正致力于完善光束方向、改进波前校正和减少转换过程中的损耗。

在未来阶段,该计划的目标是扩大系统规模,提供高达 10 千瓦的光电,传输距离最远可达 200 公里。这相当于为一个拥有约 500 个服务器的中小型数据中心供电,其耗电量在 150 到 250 千瓦之间。

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Daniela Morales Soler, 2025-07-22 (Update: 2025-07-22)