LTN經濟通》日本創舉 雷射光無線傳輸電力

2025/12/15 06:46

LTN經濟通》日本創舉 雷射光無線傳輸電力日本三菱重工業。(路透資料照)

NTT與三菱重工 成功完成無線供電

〔財經頻道/綜合報導〕日本電信巨頭NTT與三菱重工業(Mitsubishi Heavy Industries)近月宣布,在大氣湍流條件下,成功以雷射光在1公里之外進行穩定無線供電,並創下全球最高的15%能量轉換效率,光學無線電力(Optical Wireless Power)被視為「空中電纜」概念邁向實用化的重要里程碑。

相關成果於8月刊登於英國權威科技期刊《Electronics Letters》,NTT與三菱重工業於9月正式對外發表。

據了解,這項實驗於今年年初進行,研究團隊使用輸出約1千瓦(kW)的雷射光,精準對準1公里外的接收面板,成功獲得152瓦(W)的電力,能量轉換效率達15%,並在大氣亂流影響下仍能維持連續30分鐘穩定供電。

日本電信巨頭NTT。(路透社資料照)日本電信巨頭NTT。(路透社資料照)

無線供電將改變能源模式

《Business Wire》指出,這是「世界上首次在公里級距離,以如此高效率實現雷射無線供電」,代表以光作為能源傳輸的方式正在從概念走向現實。金融科技媒體 Nasdaq 也以「世界紀錄式突破」形容,認為這項技術在未來,有望成為偏遠地區電力供應的一種新選擇。

日本媒體《Japan Forward》則強調這項技術的「戰略意義」,指出無線供電將改變太空探索、災區救援與高空通訊的能源模式,甚至可能成為太陽能發電衛星將電力送回地球的基礎。

雷射遠距離傳輸多年來難以突破的瓶頸,在於大氣亂流會使雷射光束發散、抖動或能量衰減,導致接收端無法穩定轉換電力,此次實驗能成功,來自兩項關鍵技術:NTT的「長距離平頂光束整形技術」,以及三菱重工的「輸出電流平準化技術」,使得即便在大氣亂流強、地面熱氣與風力干擾明顯的戶外環境,雷射光仍能保持均勻分布並穩定被轉換為電力。

研究負責人指出,這是首次在「強大氣擾動環境」下、以矽製光電元件達成如此高效率的雷射無線供電,具有歷史象徵意義。

光學無線電力被視為「空中電纜」概念邁向實用化的重要里程碑。(示意圖,圖翻攝自三菱重工業官網)光學無線電力被視為「空中電纜」概念邁向實用化的重要里程碑。(示意圖,圖翻攝自三菱重工業官網)

雷射充電可延長無人機續航力

外界除了關注此次技術成就本身,也聚焦其可能帶來的應用效益。《Business Wire》報導指出在大型地震、土石流或颱風重創電網時,可透過雷射方式為災區提供緊急供電,不需等待電塔或電纜修復;《Nasdaq》則指出,雷射供電不受地形限制,未來或能取代成本高、施工難度大的傳統電纜鋪設,為偏遠山區、離島等地區帶來更加彈性的能源方案。

此外,日本積極推動的高空通訊平台(HAPS)及長航時無人機,也是外媒認為最具潛力的應用場域。《Japan Forward》分析,若能以雷射持續為無人機或高空平台充電,就能維持不落地飛行,實現長時間災情監測、通訊中繼或海域巡查,將徹底改變現行無人機續航受限的技術瓶頸,這對防災及軍事用途具有高度戰略價值。

《Japan Forward》還提到,雷射供電可能成為月球表面探測車、太空數據中心甚至太陽能發電衛星系統(Space Solar Power)的關鍵技術。過去將衛星收集的太陽能傳回地球仰賴微波,大氣吸收與天候干擾問題一直是挑戰;若雷射技術能在地面應用成熟並維持高效率,有望成為替代方案,使太空發電真正朝商用化邁進。

儘管這次成果令人振奮,專家也提醒,若要進一步提升供電功率、延長傳輸距離,仍有不少技術門檻必須跨越。首先,目前15%的效率仍不足以應付大量用電需求;其次,高功率雷射在大氣中傳輸可能帶來飛航安全與生態影響,相關安全防護與監測系統必須成熟;此外,大氣濕度、濃霧、雨雪等天候仍可能造成衰減。

NTT與三菱重工業近月宣布,在大氣湍流條件下,成功以雷射光在1公里之外進行穩定無線供電。(示意圖,圖翻攝自三菱重工業官網)NTT與三菱重工業近月宣布,在大氣湍流條件下,成功以雷射光在1公里之外進行穩定無線供電。(示意圖,圖翻攝自三菱重工業官網)

下階段將拉高供電輸出與距離

這次實驗之後,NTT與三菱重工已提出下1階段計畫,目標是把供電輸出至數千kW,同時將傳輸距離從數公里延伸至數十公里。

國際媒體普遍認為,日本此次的突破,代表雷射供電已經從概念走向工程實證階段,NTT與三菱重工的合作,實現了在受大氣波動影響較大的條件下,世界上最高效的雷射無線電力傳輸技術。

這項成果標誌著NTT與三菱重工在建立創新技術基礎方面邁出了重要一步,分析也指出,若未來能成功跨越商業化門檻,有機會改寫全球能源運輸方式也可能讓許多過去只存在於科幻作品中的技術,真正走進現實世界。

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