無線輸電技術是一種利用無線電技術傳輸電力能量的技術，由電氣工程師尼古拉·特斯拉發明。由於資料失傳，目前尚在實驗階段。 技術上，無線輸電技術與無線電通訊中所用發射與接收技術並無本質區別。但是前者著眼於傳輸能量，而非附載於能量之上的信息。全球無線輸電技術的最大困難在於任何人都可以利用接收裝置從大氣中獲取電能。為了便於收取費用，無線輸電使用定向性好的微波甚至雷射傳輸，理論上，無線電波波長越短，其定向性越好，彌散越小。有人擔心此技術可能給人帶來健康風險，雖然尚無太多證據證實這種風險。
基本介紹
- 中文名：全球無線輸電
- 外文名：Global wireless transmission
- 定義：利用無線電傳輸電力能量的技術
- 類別：高新技術
- 特點：免去輸電時因電阻所致的損耗
- 階段：試驗
概念的提出,方法的發明,放大發射機,沃登克里弗計畫,現代無線輸電進展,
概念的提出
無線輸電的提出最早要追溯到1889年尼古拉·特斯拉這位大師
他是交流電的發明者。不僅是在磁學和工程上的成就，特斯拉也被認為對機器人、彈道學、資訊科學、核子物理學和理論物理學上等各種領域有貢獻。包括我們使用的網際網路，也是其貢獻之一。 拋開這些偉大的貢獻，我們來談談現在仍未被套用的一個偉大發明。
方法的發明
放大發射機
1889年他發明了「放大發射機」。於是在美國科羅拉多泉(Colorado Spring)建設實驗室開發及研究此項無線輸電技術，特斯拉把地球作為內導體，地球電離層作為外導體，通過他的放大發射機與前兩者之間構成串聯諧振。使用這种放大發射機特有的徑向電磁波振盪模式，輸出共振腔的多次諧波，在地球與電離層之間建立起大約8赫茲的低頻共振，利用環繞地球的表面電磁波來傳輸能量。當沒有電力接收端的時候，發射機只與天地諧振腔交換無功能量，整個系統只有很少的有功損耗。
放大發射機
放大發射機此項「無線電力傳輸」技術不單省卻了輸電電纜的成本，更可以免去輸電時因電阻所致的損耗。經過八個月的研究後，特斯拉便決定在長島(Long Island)試建首座名為「沃登克里弗塔」(Wardenclyffe Tower)的電力發射塔。
該「放大發射機」其一特性，是能夠生產出既高頻又低電流的「高壓交流電」。這種「高頻電流」可經由高空大氣作遠距離的「電力傳輸」達至另一個「接收器處，並且對人體絕無不良影響。「沃登克里弗塔」(Wardenclyffe Tower)正是運用了這種「無線輸電」技術的發明，甚至它在一定條件下可以直接利用電離層能量，那么它就是一種人類一直夢寐以求的免費能源了。
沃登克里弗計畫
特斯拉主持的一個命名為「沃登克里弗計畫」(Wardendyffe Project)的構思就是在美國長島(Long Island)建設一座足可輸出100萬匹交流電流的「放大發射機」。
沃登克里弗塔
沃登克里弗塔由於馬可尼趕在特斯拉之前成功完成了實驗，摩根停止了對特斯拉實驗的資助。1903年，特斯拉陷入了財政危機。1912年，他被判罰2.35萬美元，用以償還他的債務，同時實驗工地的設備被法院沒收充當抵押，沃登克里弗塔也被拆除。
相關資料參見特斯拉傳：《閃電的主人》
現代無線輸電進展
居伊.皮尼奧萊的試驗就是利用微波進行長距離無線輸電。一部發電機發出的電能首先通過磁控管被轉變為電磁微波，再由微波發射器將微波束送出，40米外的接收器將微波束接收後由變流機轉換為電流，然後將電燈泡點亮。這次試驗的成功，僅是走出了無線輸電的第一步。
現代無線輸電
現代無線輸電第二步將從2003年開始，即給整個格朗巴桑村供電。這一步的試驗室試驗階段已經完成。目前，第一批發射器和接收器樣機已由留尼旺的企業造出。工程技術人員決定在距格朗巴桑村700米遠的山頭上建一座高壓電線塔，在山頭的峽谷邊緣修建發射器，發射器由一個小型的喇叭狀天線和一個拋物柱面反射器組成。發射器的磁控管將高壓電線塔輸來的電能轉換為電磁波束，電磁波束被谷底格朗巴桑村旁呈蜂窩狀的接收器接收。隨後，電磁波能先被轉換為高壓直流電，然後再被轉換為低壓直流電，最後被轉換為220伏的普通交流電供格朗巴桑村使用。最終，磁控管的優點是價格低廉，缺點是壽命短、工作頻率難以控制。因此，磁控管將被雷達系統上常用的速調管所取代。速調管的工作頻率極易控制，壽命也比較長，但其價格比磁控管要昂貴得多。第三種取代方案是使用半導體。
在陸地上無線輸電的好處是發射器和接收器與大自然融為一體而不破壞環境，高壓線輸電或太陽光電板則會破壞環境；無線輸電的成本比地下電纜輸電的成本要低得多，甚至比用柴油發電機組發電的成本還要低。用於無線輸電的微波束的強度僅為每平方厘米5毫瓦，比每平方厘米100毫瓦的陽光強度小得多。因此，微波無線輸電十分安全，它不會發生電離，不會使周圍生物的基因發生變異。在微波接收器下面甚至可以種植蔬菜。
研究人員下一步的計畫是在太空建一座太陽能發電站：將一些地球衛星送入距地面3.6萬公里高的同步軌道上，衛星上的光電板將太陽的光能轉換為電能，然後將電能用微波的形式傳送到地球表面。太空上的光電板平均每平方厘米可以接收140毫瓦的光能，為地球表面光能接收效率的8倍。而且，在太空，光能的接收不受晝夜、陰晴和季節變化的影響。
據悉，對於太空電站生產的電能，日本和加拿大打算將電能通過微波由一架小飛機運回地面，而法國則打算在同步軌道上安置一面直徑為1公里的鏡子，將呈微波狀態的電能反射傳輸到墨西哥與巴黎、撒哈拉與北京、澳大利亞與紐約之間，即將電能傳輸到需要它的地方。日本計畫在2040年前後建立太空發電站。
