就目前而言,超導技術和無線輸電技術哪個更有發展前景?

時間 2021-05-12 19:10:38

1樓:

首先題主在「輸電」一詞的理解上就有偏差。超導技術所關聯的「輸電」是電力系統「發輸變配用」的輸電環節,而無線輸電技術,一般而言,只是上述的用電環節,強調電能的短距離傳輸,和電力系統裡的輸電是兩回事。比如現在的Qi和電動汽車。

當然也有大家都不看好的定向的輸電。

一,對於超導技術,眾所周知需要很低的溫度或者很大的壓強,所以「高溫超導」乃至溫度更高的「常溫超導」一直是研究熱點。很遺憾,人類離常溫常壓超導還有很遠的路要走,目前幾乎看不到突破點。超導的特點是在無損,因此,比較適合用於大量電能的遠距離傳輸。

二,至於無線輸電,目前實際都是在傳統意義上的配用電領域應用,包括小功率準接觸式的Qi和大功率的電動汽車。常用的原理包括磁感應(無芯變壓器)、磁共振、微波、電場耦合等方式。但是最常用的還是磁共振。

(一)在小功率方面,已經形成了Qi標準,用起來確實非常爽,主要是統一了充電介面,越來越多的小電器也支援了Qi,已經獲得了很大成功。新出的手機基本都支援Qi,實際上這玩意還能給牙刷充電。

(二)在大功率方面,目前距離公尺級、功率若干千瓦的無線電能傳輸裝置已經部分應用於電動公共汽車,相關標準暫缺,一旦像Qi那樣,統一了介面,或可能成為電動汽車發展道路上的重要推手。

三,定向的遠距離無線電能傳輸。這說的真的就是無線輸電了,其應用場景我想了下,乙個是中國西南的山溝溝裡面,架電線桿麻煩的地方有需要;另乙個就是一些科幻的星際場景了。總之,這種無線傳輸,目的是在電纜到不了的地方是送電,和超導面對的兩種截然不同的問題

西南山溝溝裡面那種傳輸,比造橋什麼的省事,另外也能夠進行潮流的調節,雖然在這種電網網架不完備的地方,潮流調節的意義不大。而且這玩意發展速度未必有儲能快。

2樓:腐朽之物必將淘汰

從感情上看,個人感覺常溫下,可實現商運超導難度太大了,這已經不滿足基本的歐姆定律了。無線輸電如果採用電磁感應原理的話,效率和輻射可能都會有問題。但實際上,大家談到的無線輸電,其實都預設的是特斯拉的電磁感應無線充電。

誰也不敢保證沒有其他的無線技術。比如利用雷射的高能量定向聚集的特點,研製更高效率的光電轉化材料。至少可以解決輻射的問題。

如果配合可控核聚變的發展,估計就能實現三體中描繪的無線輸電場景了。

3樓:

門外漢乙個,看到這個忍不住就來回答了:個人感覺簡單的乙個原理:維護!

超導再常溫超導,總是有線的,斷了就要去接,併聯好幾條線資源夠不夠?

無線傳輸只需要幾個「基站」就可以了。

再次宣告門外漢,別打我2333333

4樓:

先說無線充電:

1. 在移動電子裝置領域,無線充電是個加分項,儘管不是剛需,但至少市場化了,成本不高;

2. 汽車無線充電,很多大學有做,但個人認為,他們是為了發文章評職稱混畢業。至少10年之內,沒有應用價值。

假設每輛電動車電池容量 50 kw·h,以家用電充電,220 V, 30 A,也就是6 kW左右,需要充8個小時,如果電流再大,就需要特別的充電樁,這種東西裝多了配網根本受不住。再來個無線充電,請問你效率能做到多少,90 %?那麼充電時間還要多1個小時。

你說使用者是想早點充完電呢?還是喜歡用高大上無線充電?而且這種大功率無線充電裝置,必然高成本。

主機廠可能搞個概念無線充電充電逼格,但是實用,只能呵呵。更別說什麼一邊跑一邊充電的。

再說超導:

樓上舉了那麼多超導輸電,看來你們對超導真的不了解。

1. 核磁共振成像(MRI),目前1.5 T及以上的,全世界統統用超導磁體,具備完全不可替代性,沒錯,妥妥的剛需,沒了它就做不成,就這麼霸氣。

市場主要被通用電氣,西門子,飛利浦和東芝瓜分。技術、資本門檻極高,所以利潤也很高。

先寫到這裡,老婆來接我下班了,回去繼續~

5樓:

技術的話:超導,前景無限,潛力尚未發揮出來;

產品的話,無線輸電.

遠距:微波輸電,雷射輸電

短距:RFID,互感線圈

都可以產業化.

6樓:屋漏恰逢連夜雨

答案當然是超導技術了。

先回顧過往,如今的超導技術就像幾個世紀前的電磁技術,是乙個全新的技術面(非固液氣的另一種物理形態),而無線輸電不過是電學的乙個延伸,乙個全新的、等待開拓的和乙個加以突破的,我認為前者更有價值。

再來展望未來的。要是研究速度相同,重點研究超導技術發展的同時,超流技術也會與時俱進,耗電減少,運輸方式進化,你再研究無線輸電的效率也會加大。

要是重點研究無線輸電,肯定要建中轉塔(千公尺型無線輸電),各種電力需求量都大幅度增加,然後為了補充電力,大面積生產綠色發電裝置,能源供不應求,但熬過這段時期能源就會大大超過人類需求。

上述兩種發展順序對比,明顯第一種能量利用率高。

7樓:黑祭司

必須超導。

我們的手機為什麼要不停的充電?全是因為現在的電池太屎了。無線充電帶來的便捷性+高電能損耗,遠遠比不上超大容量快速充電電容電池帶來的便捷性+低損耗,只要這玩意商業化,提高無線充電傳輸距離就成了雞肋。

至於遠距離大規模無線輸電,我想還是等本世紀末吧,在同步軌道上架上一圈超薄的太Sunny反射膜,或者直接的光電板,轉換成電能之後,利用7HZ大氣電離層共振,實現全球傳輸。說不定我們可以活著看到。

至於超導,它的廣泛應用決定了它是沒有替代方案的。作為輸電材料,大概是價效比最低的一種應用吧。

# 量子計算機大概是少不了它的,可以做成很好的電磁遮蔽層,防止量子態由於環境影響退相干。

#智慧型機械人大概是少不了它的,超級微電容+碳奈米管=超強人造肌肉纖維啊。

#大功率輸出電動機,未來電能汽車必須要它啊,要不怎麼開得比布加迪快呢?各種各樣的電器必須要它啊,還有符合人體工程力學的多點超強振動的,那啥......

#未來懸浮汽車,必須要它做路面啊,是不是?

#連線幾個大陸的超音速單廂電車,必須是它啊,對吧?

#在喜馬拉雅山脈修一條太空梭長距離電磁發射軌道,必須要它啊,對不對?要不怎麼把發射成本降低95%,好讓你們這些秀恩愛的飛到近地軌道表白順便體驗無重力啪啪啪,解鎖100個新體位有沒有????

8樓:日月星

碩士和博士的方向以及工作後的方向都是無線能量傳輸

超導的進步將直接導致無線能量傳輸的進步(效率和距離的增大) 而無線能量傳輸的進步對超導的進步毫無建樹由此可見超導是更為具有基礎性指導性的學科

無線能量傳輸應用在特殊場合可以解決很多安全性問題例如:井下供電水下供電電動牙刷充電大角度旋轉機構供電人體內醫療器械充電等,共同點就是不方便使用接觸式供電甚至不能使用接觸式供電

主流的無線能量傳輸按照距離可以分為兩種:近場無線能量傳輸(電磁感應式、磁耦合諧振式) 遠場無線能量傳輸(微波、雷射)電磁感應式效率高、功率大、距離最近(幾厘公尺到幾十厘公尺效率大於90% 功率可達幾十kW) 磁耦合諧振式效率高、功率小、距離稍遠(數公尺效率麻省理工一公尺90% 兩公尺40% 功率幾百W)遠場無線能量傳輸效率較低體積較大實現困難國內研究較少

從工程應用來看超導的普及遙遙無期無線能量傳輸的普及正在快速推進

9樓:

當然是超導啊。。。超導又不是主要用來輸電的。尖端的sensor大部分都是利用了超導的性質,大到太空望遠鏡,小到樣品精密檢測,現代高精裝置很大程度上依賴於超導(主要是航天)。

google在UCSB投資的量子計算機實驗組也是用的超導計算。現代condense matter實驗室哪個不涉及超導的?而且超導的理論還不完備,還有大量的研究空間,任何超導的進步都是革命性的。

而無線輸電只不過是技術罷了。

不過話說回來,超導輸電目前看來不太現實,超導條件離大規模配備差的太遠。現在的高溫超導研究基本都不是以供電為目的的。只是這些事情離普通人太遠,大家只能看到最終應用在日常生活中的技術成果,所以多數人只關心輸電問題罷了

10樓:花生豆

看到上面有很多人提到無線輸電技術的電磁輻射對人健康的影響問題,那麼我想請問,可見光頻率以下的電磁波對人的健康真的有公眾所恐懼的那麼大影響嗎(相比較可見光而言)?有理論依據嗎?有大樣本隨機雙盲實驗證實嗎?

無線輸電技術我認為最主要是解決傳輸效率問題。一方面,無線輸電技術所使用的載體應該就是電磁波了,大多數電磁波的發射方式是沒有固定方向的,這就導致傳輸的能量會和距離的平方成反比。基於這個原因,要麼無線輸電距離特別短(現在搞的很多無線充電就是這樣),要麼距離長想提高傳輸中的效率就不得不採用雷射的方式,也就是有固定方向的電磁波(或者是把可見光頻率以下的電磁波也搞成和雷射機理相同),那麼問題來了,發電端和受電端之間要是出現遮擋怎麼辦?

另一方面,無線輸電你用的介質是空氣吧,電磁波在空氣中會衰減,即便是選擇了特定頻率衰減速度慢也會如此。最後一方面就是future energy提到的氣隙大所導致的漏磁,而漏磁會導致能量衰減。基於這些原因,我覺得在地球上搞無線充電可行,搞無線輸電還是上太空吧,那裡不容易遮擋,傳輸效率較高。

還有超導,最主要是找到常溫下的超導材料。目前的超導材料成本高且工作溫度很低,如果真能發現這種材料那可就是大革命了。

11樓:Renatus

兩項技術都是非常革命性的,但是超導技術因為高溫超導材料的原因,目前幾乎不可能商業化。無線電能傳輸原理提出來都100多年了,說實話,原理沒有變過,但材料和工藝技術還是有巨大進步的,最主要的是,最近幾十年來,用電的應用場景發生了天翻地覆的改變,讓無線電能傳輸技術在「最後一公里」被迫切的需要,目前的狀態已經是成熟的技術+特定用電場景就像乾柴和烈火一樣。至於前面說的「用電的應用場景發生了天翻地覆的改變」,到底有哪些呢?

稍微列舉一下,手機等可攜式裝置、智慧型機械人、無人機、極限環境供電(比如深油井下感測器供電)等等,將無線充電和供電應用在「最後一公里」將是極大的方便,而且沒有危害,因為可以將磁場控制在一定範圍,超出範圍強度急劇減小,試想一下,廚房裡再也沒有骯髒的線路,機械人發現自己沒電了,自動行駛到充電區域,無人機沒電了飛到充電區域充滿之後又重新工作,安裝起搏器的患者不用擔心因為沒電需要做二次手術,直接坐在椅子上充會電就好等等。應該說目前的技術在上面的場景中應用已經成熟,但是行業的興起需要很多人的努力,畢竟人的習慣要改變是很難的。在這裡要糾正一下有些人的誤區,無線電能傳輸並不一定要完全取代有線才算成功。

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