遠場無線供電是什麼？｜PanX 每週單字

2016 年 01 月 03 日

除了一般室內空間家電或行動裝置的無線供電技術，如果想要把電力傳輸到更遠的地方，如天上飛的飛機，或反過來從太空到地球，就需要強度更高，效率更好的遠場無線供電技術。

紅外線與可見光都是電磁波光譜當中的一個部分。如果由發射機把電力轉化為集中且高能量的雷射光束，發送到視線範圍可見的接收器的光伏太陽能板上，光能電池吸收光束，再轉換成電能使用，就能遠距離無線傳輸大量的電能。目前已應用在燈具、工廠感應器充電和無人機充電等。

第一架不是由汽油驅動，而是從地面發出雷射供應電力的輕型無人飛機，2003 年由 NASA 德萊頓飛行研究中心（Dryden Flight Research Center）和阿拉巴馬大學（ University of Alabama ）合作試飛成功。

微波早期被用在廣播通信設備，直到二次大戰期間，強度高且能達到遠程傳輸的技術才逐漸落實。美國工程師威廉．C．布朗（William C Brown）率先達成遠距微波傳輸的技術，他發明能把微波轉成 DC 直流電的天線，並在 1964 年成功為一架模型直升機供電。

1968 年，美國工程師彼得．格拉賽（Peter Glaser）則提出太陽能發電衛星的概念，將外太空收集的太陽能能量轉化為微波傳輸回地面，再通過整流天線轉化成電能使用。

首先將太陽能發電衛星站固定在地球同步軌道上。太陽能站的鏡子會24小時集中太空中強烈的太陽光，傳輸到衛星站的太陽能板轉化成電力，再由發射機轉化成低強度、可穿越大氣層的微波輻射，抵達地面的整流天線。

由於微波輻射抵達地面時，很容易大範圍擴散，所以負責將微波轉化回電能的整流天線設備範圍可能要寬達數公里。

雖然太陽能發電衛星造價昂貴，也還有許多技術問題需要解決。 2012 年英國史翠斯克萊大學（University of Strathclyde）已經成功在北極上空，建造一個太空為基礎的大型太陽能系統，讓太空太陽能計畫往現實更邁進一步。

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