事实上,从低频波到宇宙射线,我们周围到处存在着电磁波,它们都携带着或多或少的能量。在不少物理学家看来,人们要做的或许仅仅是找到合适的办法接收和利用这些能量。特斯拉的想法虽然难成现实,但无线电能传输对于新能源的开发和利用、解决未来能源短缺问题有着重要的意义,因此,许多国家都没有放弃这方面的研究。1968年,美国工程师彼得·格拉泽(Peter Glaser)提出了空间太阳能发电(Space Solar Power,SSP)的概念,其构想是在地球外层空间建立太阳能发电基地,通过微波将电能传输回地球(图2),并通过整流天线把微波转换成电能。1979年,美国航空航天局NASA和美国能源部联合提出太阳能计划—建立“SPS太阳能卫星基准系统”。欧盟则在非洲的留尼汪岛建造了一座10万千瓦的实验型微波输电装置,已于2003年向当地村庄送电。野心勃勃的日本拟于2020年建造试验型太空太阳能发电站SPS2000,2050年进入规模运行。
其实,无线充电技术离我们这些普通人也并非遥不可及。相信一定有人使用过某种品牌的电动牙刷(图3),只要将牙刷插入220V的充电座上即可实现不接触的无线充电,使用起来很方便。这种无线充电就是利用电磁感应原理,解决了潮湿环境下的用电安全问题。
无线电能传输有电磁感应、射频和微波三种基本方式,这三种技术分别适用于近程、中短程与远程电力传送。但每种无线充电方式都有一些缺点,从而限制了它的发展。例如电磁感应方式传送能量较小、传送范围较小等,这也是为什么电动牙刷必须放在充电座上才能充电,而不能将牙刷任意摆放的原因。所以,现在各家公司的研究方向就是对这些技术进行改良和完善,从而最终实现商品化。
感应“垫子”上市,无线充电梦想成真
香港城市大学的许树源教授早在几年前就曾经成功研制出一种“无线电池充电平台”,可将数个电子产品放在一个充电平台上,透过低频电磁场充电,充电时间与传统充电器无异,技术实现也不深奥。这种无线电池充电平台利用的就是变压器原理—变化的磁场中闭合的金属线圈会产生电流。而英国SplashPower公司2005年初上市的无线充电器Splash pads(图4),就是变压器原理商业化的无线充电产品。
Splash Pads看上去就像一块柔软的鼠标垫,它的塑胶薄膜里面装有产生磁场的小线圈阵列(变压器原边),以及由磁性合金绕以电线制成的口香糖大小的接收线圈(变压器副边,可以贴在电子设备上,图5)。在CES 2007上,WildCharge公司也推出了两款无线充电器产品WildCharger和WildCharger-Mini(图6)。WildCharge的无线充电器与SpashPower公司的产品外观非常相似,也是垫子模样的东西。WildCharger的功率较大,除了可以给手机和媒体播放器充电以外,还可以为笔记本电脑充电,而WildCharger-Mini毕竟个子小,只能给手机等小型设备充电。据称WildCharge公司将从最近开始在网上销售这类无线充电产品。