[科普中国]-无线电力传输

无线电力传输利用无线电的手段，将由电厂制造出来的电力转换成为无线电波发送出去，再通过特定的接收装置将无线电波收集起来并转换为电力，供人们使用。

简介如 今，越 来越 多的电子产 品为人们 的工作生活带 来了极大 的便捷 ，但传 统 的电力传输 方式大多是通过导 线或插座 将电力传输到终端产 品。随着移动设备、 无线数据 传输 、无线网络技 术的 曰益 普 及 ，人们 希望能摆脱 传统 电力传输方 式 的束缚 ，解 除纷乱 电源线带 来的困扰 。 由此 ，无 线 电力 传输 技 术成 为 21世 纪 最 值得期 待的技术 ，无线 充电产品成 为 人们关注的新焦 点。目前，全球许多国家 都 在研究 开发 无线 电力传输技术 ，探 索 无线电力传输系统在不 同领域的应用 ， 致 力于将其实用化。

无线 电力传输 (W irelessPowerTransmission，WPT)也 称 无 线 能 量传 输或无线 功率传 输，它通过 电磁 感应和能量 转换来实现 。无线 电力传输主要通过 电磁 感应、电磁其 振、射频、微波、激光等 方式实现非接触式的电力传输。根据在空间实现无线 电力传输供电距离的不 同，可 以把无线 电力传输 形式分为短程、中程和远程传输三大类

发展1 特斯拉的最著名的发明是“特斯拉线圈”，这是一种分布参数高频共振变压器，可以获得上百万伏的高频电压。 特斯拉线圈的线路和原理都非常简单，但要将它调整到与环境完美的共振很不容易，特斯拉就是特别擅长这项技艺的人。

特斯拉后来发明了所谓的“放大发射机”， 现在称之为大功率高频传输线共振变压器，用于无线输电试验。特斯拉的无线输电技术。值得一提的是：特斯拉把地球作为内导体，地球电离层作为外导体，通过他的放大发射机，使用这种放大发射机特有的径向电磁波振荡模式，在地球与电离层之间建立起大约 8 赫兹的低频共振，利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。

这一系统 与现代无线电广播的能量发射机制不同，而与交流电力网中的交流发电机与输电线的关系类似，当没有电力接收端的时候，发射机只与天地谐振腔交换无功能量，整个系统只有很少的有功损耗，而如果是一般的无线电广播，发射的能量则全部在空间中损耗掉了。

特斯拉有生之年没有财力实现这一主张。后人从理论上完全证实了 这种方案的可行性，证明这种方案不仅可行，而且效率极高，对生态安全，并且不会干扰无线电通信。只不过涉及到世界范围内的能量广播和免费获取，在现有的政治和经济体制下，无人实际问津这种主张。

2 此技术目前仍处于研究阶段，早在前两年，各国科学家就开始研究利用无线电力传输技术，在月球建设太阳能发电站，然后将其传送到地球为人类提供服务。

3 日本也在大力研究当中并计划在2015年前后将其投入到居民生活当中。

在2010CES展会上，海尔推出了一款无尾电视，正是应用了无线电力传输技术。

方式及特点让电流通过空气传播，会不会把使用者“雷”到呢？研究人员表示，“无尾电视”采用的无线电力传输技术不产生辐射，其安全性已经通过FCC、IEEE和CCC等标准认证，不仅不会产生危险，还避免了带电插拔、电源线短路等等可能的安全隐患。在确保安全性的前提下，无线供电方式将可以彻底解决房间布线凌乱、电器位置固定、插座破坏居室装修等等问题，给我们的生活带来更多便利和美观。1

更重要的是，无线供电节省了大量的线材，无论是橡胶、塑料抑或铜、锡等金属的消耗都将因此而大幅度减少，节约资源、减少污染，低碳环保。

发展趋势据无线充电联盟的预测，到2016年，全球无线充电市场产值可能达到270亿美元，“未来无线充电技术将会像蓝牙一样普及。”业内人士预测。

对于消费者来说，无线充电的意义还不仅仅是带来充电方式的便捷化，随着无线充电技术从手机、平板等小功率设备向笔记本电脑、智能电视甚至电动汽车等大型设备的拓展，更多的惊喜值得期待。

最新消息据《读卖新闻》报道，日本一家企业12日宣布一项无线电力传输技术试验取得成功，即在不通过电缆的情况下，以微波的形式将电力输送到500米以外的地方。实验将10千瓦的电力转换成微波，通过天线传输给500米外的面板状接收装置，然后再将接收到的微波还原成电力，最终用电力成功点亮发光二极管。

报道称，宇宙空间不受天气影响，因此太阳能发电效率要比地球表面高10倍。而如何将距离地面3.6万公里远的宇宙空间的太阳能电力传回地面，是实现宇宙太阳能发电的关键之一。三菱公司计划在未来数年内，将目前的传输技术运用到山区电力输送工程中去，以尽早实现实用化。2

问题与对策无线 电力传输的主要障碍是无线电力传输的效率和距离，无线 电波的弥散、吸收与衰 减是无 线输 电的难点 。电磁 波在自由空 间传输 能量的过程中会向四面八方散发、不易集中、定向性差 ，能量在无线传输过程中，空气作为耦合介质，电力载体的磁 力线会有 极大损 耗，特别是微波，漫射在空间 ，能量衰竭更快。因此无线 电力传 输功 率低 ，整体 效 率差 ，难以输送 大量 的能 量 ，电力难 以进行大功率远距 离的无线 传输 。对于无线 充电 ，充电器与被充 电设备之间以磁场形式连接 ，各种 各样的干 扰会造 成能量 传输 的损耗 ，电磁 感应 方式 传送 能量 较小 、传送范围较小等问题也制约着电动汽 车的无线充电发展3。

无线 电力传 输工程规 模巨大 ，无线电力传输系统要解决电力生产和输 送两大问题 。另外 ，对于无线充 电产品，无线充 电设 备必须经 过相关 机构的认 证，同 时需要找到一种相对成熟 的商业模式 来 打开市场缺口。此外，还要对无线充电的 技术进 行改 良和 完善 ，需要 形成一个 国 际 通行的标 准 ，使收发 设备之 间具备广 泛的兼容性。

本词条内容贡献者为:

邱学农 - 副教授 - 济南大学