自从人类应用电力160多年来,电能的输送都靠电线,目前应用较多的是用铜、铝等金属做成的导线。与之配套的还有铁塔、电杆等。导线输电有三大弊端,一是造价太高,目前500千伏超高压输电线路平均造价每公里50万元左右,我国幅员辽阔,送电线路投资大得惊人;二是用电线送电损耗太大,电能在输送过程中一部分转换成热量,白白浪费掉;三是铁塔、电杆占用大量土地,导线耗用大量金属。
能不能省去导线,用其他办法送电呢?这是各国科学家努力探索的新课题。目前,日本已取得突破性进展,用微波输电已成为现实。
微波是波长介于无线电波和红外线辐射之间的电磁波,目前广泛应用于微波炉、气象雷达、导航和移动通信。它不同于无线电中波和短波,能顺利通过电离层而不反射。宇宙空间对微波传输十分理想,几乎没有能量损耗,通过大气层时的损耗约为2%。
日本已制造出卫星电站,位于地球静止轨道上。发电能力500万千瓦,距离地面3.6万公里,不可能用导线把电送到地面。微波输电就是把太阳能电池产生的直流电能,用微波管转换成微波波束,由天线发射到地面接收站,再还原为交流电送到用户。
微波输电使电力送供用的结构变得简单,电价也必然大幅度下降。它能改变因能源资源不均衡而造成的电力输送不经济、不合理的状况,应用前景十分广阔。
微波输电时,地面接收天线面积很大,其功率密度低于安全标准值。选用2.45千兆赫的微波时,对环境和生态影响不大。但对通信和雷达、射电天文干扰很大。
时下,微波输电技术的实际应用还有一些问题亟待解决,大面积推广还须时日。但可以肯定,随着科技的发展,微波输电一定会在将来大显身手。