¿Podrían los fotones (versus los electrones) llevar alguna vez una potencia significativa sobre las líneas de transmisión con baja pérdida?

En resumen, no.

La pérdida de fotones no guiada en el vacío es proporcional al cuadrado de la distancia, o P (z) es proporcional a P (0) / z ^ 2.

Cuando lo guía (es decir, a través de una fibra), la pérdida depende del material, y será una disminución exponencial a lo largo de la distancia, algunos dB / km fijos o P (z) ~ P (0) * exp (-loss * z). Pero eso es solo para una transmisión de “baja señal”. Cuando alcanza una potencia óptica muy alta, puede dañar fácilmente la fibra (quemarla) y, por lo tanto, hacer que se pierda toda la energía.

La transmisión a través del aire tendrá ambos métodos de pérdida, aunque en las longitudes de onda seleccionadas de alta transmisión la pérdida exponencial es bastante baja.

En líneas de transmisión largas, la transferencia de energía eléctrica tendrá el mismo tipo de pérdida de distancia exponencial [P (z) ~ P (0) * exp (-loss * z)] pero nunca la pérdida 1 / z ^ 2 a menos que se convierta a Potencia de RF / microondas y transmitida por antena.

Pero la pérdida por distancia no es la principal preocupación de por qué no usamos la transmisión de energía basada en la luz. El costo es Construir láseres de muy alta potencia es muy costoso, mucho más costoso que colocar cables largos de aluminio. Luego, mantenerlos también es costoso, ya que muchos de ellos tienen que enfriarse, y hay que mantenerlos alineados con sus objetivos. Además, tienen una conversión de energía extremadamente ineficiente: solo una fracción de la energía bombeada en ellos se convierte en energía transmitida en el haz. Y luego la recepción también es muy ineficiente, donde solo una fracción de la potencia transmitida se recibe en el otro extremo.

Existe una idea errónea generalizada de que son los electrones los que transportan energía / potencia a las cargas a través de las líneas de transmisión eléctrica. Esto está lejos de la verdad. De hecho, son los fotones que transportan la energía (no dentro) de las líneas de transmisión a las cargas en forma de ondas electromagnéticas de baja frecuencia. Entonces, para responder a su pregunta, las líneas de transmisión eléctrica normales ya están utilizando fotones para transportar energía. La única diferencia es que, en lugar de viajar dentro de los conductores, como es el caso de los cables de fibra óptica, los fotones viajan sobre los conductores del sistema de transmisión eléctrica.

Obtenemos la mayor parte de nuestra energía del sol a través de los fotones, por lo que existe una teoría de la foto-transmisión de energía.

Su cable de cobre típico en postes, no son buenos para transmitir fotones, o agua o vapor, llegan a eso. Necesita construir un conducto de fotones, si no planea usar la transmisión al aire libre.

El más simple es un cable de fibra óptica. Tales cosas se han utilizado para mover la luz alrededor de las casas, donde solo tiene una fuente de luz, y la luz viaja a diferentes habitaciones para permitir el acceso.

Lo que debes tener en cuenta es el tipo de potencia que necesitas para hacer funcionar algo así como un refrigerador, requeriría un haz de luz tan intenso que interrumpiría las paredes del haz. Si las paredes del tubo de fibra se derriten, entonces toda la luz se escapa y no queda nada.

No.

1. La conversión en fotones en el extremo de entrada y la conversión a electricidad utilizable en el extremo de salida son demasiado ineficientes.
2. Las pérdidas de acoplamiento en ambos extremos tienen otro costo.
3. La pérdida por unidad de longitud es demasiado alta. En fibra multimodo (núcleo de 62um en una fibra de 125um diam) a 1300nm, la pérdida puede ser tan pequeña como 0.7dB / km, por lo que a 4.3km está al menos 3dB abajo, es decir, ha perdido la mitad de su potencia de entrada.
4. También hay límites de densidad de área de potencia que se producen debido al calentamiento inducido por la pérdida en los extremos pulidos de la fibra.
5. Esto se combina con un pobre relleno de área cuando intentas colocar muchas fibras individuales una al lado de la otra.
6. La eficiencia de área está aún más limitada por el requisito de un recubrimiento de abrasión e impermeable al agua (polímero) para evitar que la fibra desarrolle grietas y se rompa.