摘要：在科技飞速发展的当下，各种新奇的发明创造不断冲击着我们的认知。最近，一条消息引发了广泛关注：美国国防高级研究计划局（DARPA）成功开发出一种无需电池或电缆即可远距离输送电力的方法，这一成果犹如一颗投入平静湖面的石子，激起层层涟漪。
在科技飞速发展的当下，各种新奇的发明创造不断冲击着我们的认知。最近，一条消息引发了广泛关注：美国国防高级研究计划局（DARPA）成功开发出一种无需电池或电缆即可远距离输送电力的方法，这一成果犹如一颗投入平静湖面的石子，激起层层涟漪。
想象一下，如果电力可以像信号一样在空中自由传输，那将会是怎样一番场景？工厂无需再铺设密密麻麻的电缆，无人机能够永不停歇地翱翔，偏远地区也能轻松获得稳定的电力供应……这不再是科幻电影里的专属情节，DARPA的“POWER”项目正一步步将其变为现实。
“POWER”项目，全称“持久光学无线能量中继”，其运作原理堪称精妙。简单来说，它先将电力转化为一道聚焦的激光束，让这束光穿越开放的空气，抵达远端后再重新转化为电能。整个过程就像是一场电力的奇幻之旅，而实现这场旅行的关键“交通工具”便是激光。
它宛如电力版的Wi-Fi ，有一个发射器为激光提供能量，跟踪硬件则像一位忠诚的导航员，引导光束并使其始终保持在目标上。接收器也独具匠心，由一个紧凑的孔径和一面镜子组成，镜子将光线重定向到坚固的太阳能电池上，完成从光子到可用电流的神奇转换。这一过程中，最吸引人的便是它赋予的移动性。以光的形式传递能量，意味着可以跨越道路、电缆卷轴和油罐车等传统输电阻碍，依旧能为设备提供运行的“生命源泉”——电力。
DARPA团队带着“POWER”项目，在美国陆军白沙导弹靶场进行了一系列激动人心的测试。在那里，“POWER”团队成功在8.6公里的远距离上，输送了超过800瓦的功率，并且持续了30秒之久。随后的几天里，他们又进行了更短距离的运行，总计传输了超过一兆焦耳的能量。这一成绩，无疑是对项目可行性的有力证明。
此次测试的核心装备是一个全新的接收器，它允许近红外光束通过小型孔径进入，撞击抛物面镜，再反射到一组商用光伏电池上。在较短距离的测试中，该装置测得的转换效率略高于20%，即从激光光输出转换回可用输出的效率。需要注意的是，这次演示更侧重于速度和坚固性，而非追求峰值效率。即便如此，这项成就也成功打破了之前的光束输电记录（例如，之前在1.7公里处传输约230瓦）。有趣的是，工作人员还用传输的部分电力制作了爆米花，这不仅是一次科学实验，更像是一场充满趣味的科技秀。
那么，这是否意味着我们可以马上告别传统的铜缆，全面进入无线输电时代呢？答案是否定的。尽管光束输电技术令人惊艳，但它并不能完全取代我们家中墙里的铜线。不过，它确实解决了电缆无法应对的诸多难题。比如，未来的无人机或许无需再频繁着陆加油，能够持续执行任务；紧急救援团队在面对倒塌的桥梁等复杂情况时，也能够迅速恢复供电；远程传感器也将摆脱沉重电池的束缚。在这些场景下，指挥官和救援人员可以按需“移动”电力，而无需依赖油罐车或脆弱的配电线。
然而，人口密集的城市、郊区、工厂和普通电网，在未来很长一段时间内仍将保持有线连接。毕竟，传统的输电系统经过多年发展，具有效率高、成本低、可靠等诸多优势，没有足够的理由将其淘汰，转而采用仍在开发中的新奇系统。
目前，“POWER”项目也面临着一些现实挑战。物理学规律有时会给美好的设想泼冷水，充满薄雾、雾气或灰尘的空气会散射光线，进而影响传输距离，就如同阴天时太阳能电池板的表现不佳一样。高功率光束必须谨慎管理，以确保眼睛安全，同时系统需要极其稳定的跟踪，才能使光点始终保持在目标上。每一次能量转换——从电能到激光再到电能，都会伴随着效率损失，所以目前端到端的效率并不理想。白沙的测试虽然证明了其坚固性和可重复性，但从经济效益角度来看，它只在高价值任务中才有意义。在普通社区，有线和架空线仍将是输电的实用选择。
不过，DARPA也为“POWER”项目制定了长远的路线图，其中增加机载中继的设想格外引人注目。飞机或高空平台上的吊舱可以接收、净化并传递光束，通过多次跳跃，操作员能够从一个地方的发电机取电，然后“铺设”临时的光线通道，甚至可以跨越山脉或海洋。该项目后期阶段的正式目标是证明一个中继链能够在大约200公里的距离上输送约10千瓦的电能。这一目标若能实现，无人机将能够持续飞行，为偏远基地提供稳定的电力，成为有弹性的通信节点。
我们不妨将“POWER”项目视为能源工具箱中的一种崭新工具。当铺设电线面临缓慢、危险或不可能的困境时，输送电力的激光链接或许会成为让关键设备上线的捷径。但对于其他大多数情况，铜（和铝）仍然是更好的选择。从长远来看，未来并非是彻底告别电缆，而是一个实体线路和光线协同工作的融合时代。
在这个科技日新月异的时代，DARPA的“POWER”项目无疑为我们打开了一扇全新的能源之门，让我们对未来的电力传输充满了期待与想象。
来源：智科院一点号
