北极星输配电网,无线输电( 二 )

特斯拉的无线输电技术靠谱吗？以现在的条件能实现全球无线供电吗？

在19世纪末，尼古拉·特斯拉曾经进行过无线输电实验。在特斯拉的设想中，电力传到远方的用电设备无需借助导线传播，而是直接在空中传播，从而极大降低输电成本。特斯拉的无线输电原理利用到了现在被称为舒曼共振的一种全球性的电磁共振。地球表面和电离层形成一个空腔或者说电容，闪电的放电能够产生和激发全球性的电磁共振，在7.83赫兹出有一个明显的峰值。
特斯拉设想，地球可以作为输电导体。通过地面的特斯拉线圈，交流电脉冲被输送到地面和电离层的谐振空腔中形成电磁共振，这样电能就可以在大气内不断传播，并且功率损失非常小。在地球上的任何一个地方，只要有类似的谐振电容天线，就能接收到空中的交流电。为此，在1901年，特斯拉建造了一座大型高压无线电站，现在被称为沃登克里弗塔，他想以此进行远距离的无线输电和无线广播实验。
因为无线输电和无线广播在本质上是一样的，它们都是依赖于无线电波的发射和接收。不过，由于远距离的无线广播技术被马可尼先一步实现，沃登克里弗塔的建设失去了资金支持。不久后，沃登克里弗塔被拆除掉，特斯拉始终未能进行远距离的无线输电实验。时至今日，特斯拉当年的设想一直没能实现。原因应该不是科学原理的问题，而是来自技术和成本方面。
特斯拉的无线输电技术存在电磁辐射和效率的问题，电磁波会向外扩散开来，其效率会迅速下降，因为它遵循距离的平方反比定律。如果要建造一台百万瓦特的无线电力发射机，必须一直向它注入100万瓦的电力，即使用电端只想从它那里接收10瓦的电力。不过，在短距离内实现无线传输电力是可能的，目前已经有这样的技术了。在2015年，日本三菱重工通过无线输电技术把500米外的灯泡点亮。