Laser Power Transmission - Energiforsyningsteknologi til fremtiden

Siden oppfinnelsen av elektrisitet og mye presset til produksjon av livsapplikasjoner, er hvordan man finner en svært effektiv overføringsmetode, så langt som mulig for å redusere tapet av langdistanseoverføring, et fokus for oppmerksomheten til kraftsektoren og forskere. Kinas ultrahøyspente overføringsteknologi er relativt ledende i verden, men det er fortsatt en tapsrate på 2 %-7 % (avhengig av avstanden) i overføringsprosessen, som er et tap som ikke bør ignorert.
Ideen om trådløs overføring av energi ble først foreslått av den serbiske forskeren Nikola Tesla for 100 år siden, og lasere har evnen til å frakte svært høy energi i en enkelt retning, som teoretisk sett oppfyller behovene til langdistanseoverføring. Akkurat som sollys kan lade et kretskort, har laser som et middel for langdistanseoverføring ikke bare en høy utgangseffekt, men kan også utføres når som helst og hvor som helst uten begrensninger til ladekabler, noe som har enestående fordeler.
I 1992 tok det amerikanske ABB-selskapet ledelsen innen laserstrømforsyningsteknologirelatert forskning, realiseringen av høyspentlinjekretsovervåking og erstattet gradvis den tradisjonelle CT-strømtransformatoren. Det amerikanske forsvarsdepartementet og National Aeronautics and Space Administration innså også at hvis satellitten og ubemannede fly gjennom laserstrømforsyningen, kan du oppnå en lengre periode til å utføre flere oppgaver, med andre ord, laseren i militæret og romfart har enestående muligheter, så en rekke laser satellitt funksjon av relevant teknisk forskning utført på denne måten.
I 1997 utførte Japan N. Kawashima og andre bruk av laserenergioverføring til månevulkanbunnsonderoboten (ROVER) energiforsyningseksperiment. Fordi det ikke er sollys inne i vulkanen, bare i krateret for å motta sollys til laser, sendt til bunnen av vulkanen til Rover energiforsyning. Transmisjonssystemets laserutgangseffekt på 60W, overføringsavstand på 1000m, driver vellykket 10W robotdrift, fotoelektrisk konverteringseffektivitet på omtrent 20%.
I 2005 gjorde NASA Marshall Space Flight Center et gjennombrudd, for første gang med en effekt på 500 W, bølgelengde på 940nm laser 15m unna mikrokjøretøyet for å gi 6W elektrisitet, slik at kjøretøyet opererte i 15 minutter. I 2013 brukte US Naval Laboratory vellykket 2kW laser til 40m unna UAV-fjernstrømforsyningen.
Et komplett laserenergileveringssystem består av tre moduler, nemlig lasersendermodulen, lasertransmisjonsmodulen og laser-til-elektrisitetskonverteringsmodulen. Blant dem er effektiviteten til laser og fotovoltaisk celle kjernen i hele laserenergisystemet, hvordan lage laserenergi gjennom konvertering av elektrisitet - lys - elektrisitet, så langt som mulig for å minimere atmosfærisk dempning, fotovoltaisk konverteringsdempning, er nøkkelindeksen til dette systemet. Kinas National University of Defense Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Wuhan University, Shandong Institute of Aerospace Electronics Technology og andre forskningsinstitutter har også utført relevant forskning på galliumarsenid, monokrystallinsk silisium og andre fotovoltaiske celler for å oppnå forskjellige bølgelengder og avstander av laserstrømforsyningen.
De siste årene har Japan, Russland og andre land også fokusert på teknologiapplikasjoner relatert til laserkraftoverføring.
Russland fokuserer på bruk av laserkraftoverføring i verdensrommet. I 2021 planlegger Russlands "energi" rakettromselskap å bruke laseren til eksperimenter med trådløs kraftoverføring, for fremtiden for energioverføring i verdensrommet for å gi gjennomførbarhetstesting. Romeksperimentet, med kodenavnet «Pelikan», refererer til bruken av lasere for kraftoverføring mellom romfartøy, og eksperimentet har blitt inkludert i det langsiktige vitenskapelige eksperimentprogrammet til den russiske delen av den internasjonale romstasjonen. For tiden har effektiviteten til fotoelektriske omformere nådd 60%, så bruken av lasere for å overføre elektrisitet fra ett romfartøy til et annet vil være veldig effektivt. Russiske forskere er optimistiske med tanke på bruken av trådløs laserkraftoverføringsteknologi for å lade satellitter i rombane.
Japan, på den annen side, kaster hovedsakelig sin visjon på sine livsapplikasjoner. Tokyo Institute of Technology og andre institusjoner er forpliktet til utviklingen av sivilisering av "lett trådløs lading"-teknologi. Bruken av elektrisk energi til å sende ut laser, laserbestrålte gjenstander og deretter gjennom kraftgenereringskortet vil bli konvertert til elektrisk energi, slik at det ikke bare kan spare mobiltelefoner, konfigurasjon av ladelinjeproblemer, men også for å løse de nye energikjøretøyene må regelmessig stoppe på veien for å finne ladeproblemene.
Laserkraftoverføringsteknologi har mange fordeler, men har også noen problemer som må løses. For eksempel, nå brukt til kraftoverføring av ultra-høyspentlinjer er det ikke lett å komme i kontakt med menneskekroppen, og ultra-høy-effekt laser som er avhengig av luftforplantning, lett å bli påvirket av en rekke refleksjoner, når de er bestrålt til menneskekroppen kan medføre alvorlig fare. Et annet eksempel, hvordan å sikre at laseren i ulike klimatiske forhold for å sikre stabil og pålitelig overføring effektivitet, redusere dempning, mens nøyaktig overført til behovet for utstyr mottakere, men også i påvente av sporing og fokusering teknologi gjennombrudd. Avslutningsvis representerer laserkraftoverføringsteknologi den fremtidige retningen for energiforsyningsutvikling og har et bredt bruksområde.