47、太阳能卫星无线电力传输技术解析

太阳能卫星无线电力传输技术解析

1. 引言

如今，仍有一半的电力资源被浪费，现有电力传输和分配系统的效率仅为 70 - 74%。因此，寻找替代的电力传输和分配方式变得十分必要，而无线电力传输或许是一个不错的选择。可再生能源的使用日益广泛，无线电力传输作为一种可再生能源利用方式，有望改变世界能源基础设施。

传统的电力生产经历了从木材、煤炭到石油的转变，但这些能源都会带来环境问题，如气候变化和温室效应。随着这些不可再生能源的逐渐枯竭，利用环境友好型能源发电变得至关重要。太阳能卫星无线电力传输技术可能是解决这一问题的方案，并且在不久的将来可能成为最重要的能源来源。

2. 无线电力传输

无线电力传输（WPT）是指在不使用电线的情况下传输能量，即发射器和接收器之间没有物理连接。WPT 采用不同的能量传输原理，包括感应、电容和微波原理。

WPT 系统有电源侧和负载侧，电源侧连接发射器，负载侧连接接收器。当电源施加到系统的一侧时，发射器根据其额定值传输所需的能量，并将其转换为随时间变化的电磁场。接收器将直流电转换为交流电，供电气负载使用。

无线电力传输的发展历程如下：
- 1826 年，安德烈 - 玛丽·安培提出安培环流定律，表明电流会产生磁场。
- 1831 年，迈克尔·法拉第提出电磁感应定律，指出在任何闭合电路中，电动势等于磁通量的变化率。
- 1873 年，麦克斯韦在其著作《论电和磁》中解释了电能可以以电磁波的形式在自由空间中从一点传输到另一点。
- 19 世纪 90 年代后，尼古拉·特斯拉通过感应和电容耦合以及谐振变压器进行电能传输实验，其谐振感应耦合技术广泛应用于电子设备的短距离无