¿Qué tan eficiente es la transmisión de energía eléctrica (a través de microondas o láser) en comparación con la transmisión de la línea eléctrica y cómo se comparan los costos de infraestructura?

Answer 1

¿Qué tan eficiente es la transmisión de energía eléctrica (a través de microondas o láser) en comparación con la transmisión de la línea eléctrica y cómo se comparan los costos de infraestructura?

Los láseres sufren una mala conversión de energía eléctrica a óptica y no una gran conversión óptica a eléctrica. Están bloqueados por la lluvia, la nieve, el polvo, la niebla, los insectos, las aves, etc., por lo que no pueden salir al aire libre. La piel humana absorbe muy bien la energía láser y los ojos humanos pueden verse perjudicados por niveles muy bajos de luz láser, incluso la luz láser reflejada. Por lo tanto, en interiores estaría limitado a vigas de no más de aproximadamente un milivatio.

La conversión de microondas es mejor, pero también está bloqueada por la lluvia y la nieve. Los humanos absorben la energía de microondas, por lo que el uso en interiores se limitaría a baja potencia, aunque más potencia que los láseres. El uso de baja potencia de microondas para alimentar un pequeño dron eléctrico es factible, pero aquí la eficiencia no es la mayor preocupación. Se utiliza para estar libre del ombligo y las baterías. Puede ser útil para alimentar una estación meteorológica remota en la cima de una montaña.

Se han propuesto microondas para transmitir energía desde granjas de energía solar en órbita de regreso a tierra. Esa aplicación tiene la ventaja de que la disposición de antenas puede ser enorme y, por lo tanto, los requisitos de colimación del haz son factibles y la intensidad puede ser lo suficientemente baja como para que, si se desalinea accidentalmente, no freiría a un humano. En otras palabras, no sería armable.

No se pueden construir antenas tan grandes para vigas horizontales. Por lo tanto, la intensidad del haz sería enorme para el uso terrestre y estaría sujeta a interrupciones por el clima y la pérdida de colimación. Un accidente con la alineación del haz podría ser muy destructivo. Podría ser un arma. ¿En quién confías para controlarlo?

Las líneas de alta tensión son peligrosas, pero al menos puede verlas y no pueden llegar muy lejos mientras están conectadas a electricidad peligrosa.

Si va a haber un transporte de energía significativo por medios electromagnéticos inalámbricos, la longitud de onda probablemente tendrá que ser lo suficientemente larga como para ser inofensiva para los humanos y eso significará una baja directividad que lo hace inadecuado para la transmisión de larga distancia. Dada la histeria con respecto a la exposición a los campos EM, no veo que suceda para uso en interiores o exteriores.

Answer 2

Totalmente ineficiente sería la respuesta no técnica.

Si va a mover la energía a través del aire, entonces la ÚNICA forma de hacerlo es convertir primero la energía eléctrica en una onda electromagnética con cierta longitud de onda. Las microondas ya son solo eso. Los láseres también son solo luz, que es una onda electromagnética. La única cosa ligeramente especial con un láser: Wikipedia es que la luz está cuidadosamente dispuesta para que el haz de luz inicial sea coherente, es decir, podría apuntarlo a un punto, pero solo hasta cierto punto porque hay otra cosa molesta llamada Inversa. -cuadrada – Wikipedia.

Toda la radiación EM, sin importar si se trata de un microondas o un láser, se extiende y pierde intensidad de acuerdo con el inverso del cuadrado de la distancia desde el emisor. Es cierto incluso para láseres potentes, por ejemplo, el haz del láser que se usa para medir la distancia a la Luna tiene unos 6 kilómetros de ancho cuando llega allí y solo se devuelve una pequeña cantidad de fotones.

A continuación, tendría que construir algún tipo de receptor que capture los fotones y los convierta de nuevo en electrones para suministrar energía a la red. Los paneles solares hacen eso, pero ¿cuánta energía crees que podrías transferir así? Los láseres son más potentes que las microondas (en general), pero en realidad son muy ineficientes para convertir la electricidad en fotones. Un horno de microondas funciona mejor.

En serio, es una idea poco práctica.

Answer 3

Bueno, puedo decirte que es muy con pérdida. El láser pierde energía simplemente calentando aire y bloqueado por el polvo y la humedad. El microondas no puede transmitir un haz lo suficientemente apretado lo suficiente. Sí, podemos rebotarlo en la Luna. El no hay poder allí.

Nadie ha intentado instalaciones a gran escala tampoco, así que dudo mucho que encuentre números decentes en la infraestructura. Tal vez algunas conjeturas salvajes.

El cable es barato, confiable y fácil. No tiene que convertir de megavatios de CA a megavatios de potencia transmitida y viceversa. Junto con las pérdidas en ambos extremos. ¿Cómo se puede convertir toda esa CA en láser y luego recibirla con algo que esté remotamente cerca de la transmisión por cable? ¿O conducir, digamos, 100 megavatios de microondas, 24/7/365? ¿Cuánto costaría ese equipo? ¿Y por qué molestarse?

Tesla estaba equivocado. Lo siento.

Answer 4

Bueno, he trabajado en la industria de la energía (lado de transmisión y distribución) durante aproximadamente 30 años, y no hay movimiento para transmitir energía eléctrica de la forma en que estás hablando. No he leído ninguna investigación ni he visto nada en la industria que indique que alguien esté considerando seriamente esto como una alternativa a lo que la industria hace ahora. Esto suena más a ciencia ficción.

Creo que las principales barreras serían la cantidad de energía que debe transmitirse, y si la tecnología de microondas o láser sería capaz de hacerlo, pero como nadie ha discutido seriamente ninguna de las tecnologías como una alternativa seria a lo que estamos haciendo ahora. , No podría decirle cuáles serían los parámetros de eficiencia o costo.

Answer 5

No lo sé.

Sin embargo, creo que las objeciones al poder transmitido tienen más que ver con lo que les sucede a las aves y los aviones que vuelan a través del rayo que con la eficiencia. Después de todo, un satélite geosíncrono puede recolectar energía de forma gratuita indefinidamente (excepto los costos de mantenimiento).

Answer 6

Los problemas que veo son la eficiencia de conversión de los láseres y microondas son pobres en comparación con la red eléctrica. Las pérdidas de conversión aumentan el costo por KW entregado.