据中国电力科学研究院最新消息，由其牵头承担的“十米级微波无线电能传输技术研究”项目，研制成功十米级微波无线电能传输样机，在国内首次实现20米距离千瓦级功率电力的隔空输送，整体传输效率达到25.5%的世界先进水平。项目已通过国家电网专家组验收。

项目负责人、中国电科院储能与电工新技术研究所高级工程师蒋成介绍，微波长距离无线电能传输技术作为传统有线输电网络的重要辅助和补充，可在有线输电受局限的一些特殊场景发挥重要作用，如高空无人机和高空作业平台持续供电，无线传感网络充电，以及海岛、峡谷、深山等特殊地理条件下的供电。此外，在自然灾害或特殊抢修等紧急状态下，可采用微波输电方式对灾区或断电区域快速恢复供电；小型化可移动微波无线输电设备还可用于对大容量临时用户负载供电。

该项目在小型化大功率微波源（电能转换成微波能）研制、无衍射高聚焦天线（接收微波能量装置）设计、高效率微波整流（交流变直流）设计、大功率微波功率合成（微波源和发射天线、接收天线和高频整流）技术以及系统整体优化等多方面取得技术突破；并首次开展了基于第三代半导体（氮化镓二极管）整流天线的千瓦级微波无线电能传输试验。

蒋成透露，在首次实现20米距离千瓦级功率隔空输电的基础上，相关成果可为后续持续提升微波无线输电的传输距离、传输效率和电磁环境安全特性，并逐步实现百米级乃至公里级无线输电技术在电力系统中的示范应用奠定基础。

无线电能传输发展历程

最早产生无线输能设想的是尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla) ,因而有人称之为无线电能传输之父。

1890年,特斯拉就做了无线电能传输试验。特斯拉构想的无线电能传输方法是把地球作为内导体,把地球电离层作为外导体,通过放大发射机以径向电磁波振荡模式,在地球与电离层之间建立起大约8Hz的低频共振,利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。最终因财力不足,特斯拉的大胆构想没能实现。其后,古博(Goubau) 、施瓦固( Sohweing)等人从理论上推算了自由空间波束导波可达到近100%的传输效率,并随后在反射波束导波系统上得到了验证。

20世纪20年代中期,日本的H. Yagi和S. Uda发明了可用于无线电能传输的定向天线,又称为八木- 宇田天线。

20世纪60年代初期雷声公司(Raytheon)的布朗(W. C. Brown)做了大量的无线电能传输研究工作,从而奠定了无线电能传输的实验基础,使这一概念变成了现实。在实验中设计了一种效率高、结构简单的半波电偶极子半导体二极管整流天线,将频率2. 45GHz的微波能量转换为了直流电。

1977年在实验中使用GaAs - Pt肖特基势垒二极管,用铝条构造半波电偶极子和传输线,输入微波的功率为8W,获得了90. 6%的微波———直流电整流效率。后来改用印刷薄膜,在频率2. 45 GHz时效率达到了85%。

自从Brown实验获得成功以后,人们开始对无线电能传输技术产生了兴趣。

1975年,在美国宇航局的支持下,开始了无线电能传输地面实验的5a计划。喷气发动机实验室和Lewis科研中心曾将30 kW的微波无线输送1. 6 km,微波———直流的转换效率达83 %。

在20世纪90年代，新西兰奥克兰大学john Boys教授对电磁耦合感应无线电能传输系统进行了大量理论、建模、控制方面的研究，开启了无线电能传输技术研究的热潮。

1998年, 5.8GHz印刷电偶极子整流天线阵转换效率为82%。前苏联在无线电能传输方面也进行了大量的研究。莫斯科大学与微波公司合作,研制出了一系列无线电能传输器件,其中包括无线电能传输的关键器件———快回旋电子束波微波整流器。

近几年,无线电能传输发展更是迅速。Wildcharge 、Powercast、Sp lashPower、东京大学,相继开发出非接触式充电器。

MIT在2007年6月宣布,利用电磁共振成功地点亮了一个离电源约2m远的60W电灯泡,这项技术被称为WiTricity。该研究小组在实验中使用了两个直径为50 cm的铜线圈,通过调整发射频率使两个线圈在10MHz产生共振,从而成功点亮了距离电力发射端2 m以外的一盏60W灯泡。

在中国，无线电能传输技术研究起步较晚，始于2002年左右，虽然起步较晚，但是无线电能传输技术的理论研究和产业化发展较快。香港城市科技大学、重庆大学、东南大学、哈尔滨工业大学、天津工业大学、中国矿业大学、华南理工大学、南京航空航天大学均对此有研究。