近日，据俄罗斯“能源”火箭航天公司专家表示，该公司计划利用激光进行无线输电实验，为未来太空能源传输提供可行性测试，而这也将是世界上首次进行类似太空实验。

一、激光无线充电

激光搭“鹊桥”

能源的无线传输思想最先由塞尔维亚科学家特斯拉（Nikola Tesla）于100年前提出，而激光输电则是用激光作为能量的载体实现无线传输。激光输电系统主要包括:电源、激光器、跟瞄系统、光伏阵列、充电电池等。电源系统作为能量源,为激光器供电,将电能转化为激光能量；制冷系统的协同作用能够保证更高的能量转化效率；激光能量经过跟瞄系统之后,准确传输到光伏阵列上，光伏阵列将激光能量转化为电能,为电池充电,为发动机提供能量或者完成其它任务。

激光输电的原理类似于太阳能充电，但是比太阳光在能量传输上更具优势。一方面激光方向性强、能量集中，其光照强度是太阳光的500倍，可以携带大量的能量，作为一种远距离传输手段不仅输出功率大而且光电转换效率高（在不考虑其他因素的影响下，太阳能电池在激光照射下将比在太阳光照射下多输出1倍的电能）。另一方面激光的照射时间和角度可人为控制，这样可为供能对象提供24h不间断的电力，而且通过控制激光的入射角度，可以保证太阳能电池始终输出最大功率，从而能大大减少供能对象的储能设备。

无线“充电宝”

目前，鉴于激光输电的特殊优势，各国纷纷开始了此类研究工作，并运用于实际中。如随着无人机的普及，其续航时间短的缺点日益受到重视，而激光输电为解决这一问题提供了有效出路。洛克希德·马丁公司和激光动力公司的研究结果表明,激光充电技术可以极大地提高其续航能力。他们利用全新的激光充电系统,令Stalker无人机在空中连续飞行了48小时,增加无人机续航时间2400%。他们认为,这种激光充电系统甚至可以让无人侦察机进行不间断飞行,一直留在天空中，大大增加无人机的作战效能。

二、无线输电技术可分为三种：

第一种就是电磁感应的方式。这种原理其实在中学的课本就已经学过，需要两个线圈，一个是作为发射线圈，另外一个就作为接收线圈，然后发射线圈通上交流电，就会产生变化的磁场，只要接收线圈在这个变化磁场的影响范围之内，就会产生感应电流，起到无线输电的效果。

这种输电的方式效率比其他的无线输电要高一些，但传输的距离比较短，而且对于充电目标的对准也有一定的要求。例如手机所使用的无线充电技术，就是在这种原理下产生的，一般在给手机充电的时候，人们又突然想要使用手机，就可以省去了插拔充电头的麻烦。

但在这方面带来的更大好处就不见得了，毕竟这样的充电方式还是需要利用一个机座，连接着电源，也就是充当发射线圈的作用。有一些汽车也开始使用清洁能源，其中有很大的一部分就是使用电力，所以能给这种汽车及时充电，可以使它们的续航能力变得更长，这种充电方式也有可能会利用在汽车上，在不断地改变着我们的生活。

第二种就是磁共振的方式。磁共振的无线充电仪器同样也需要发射和接收的两套装置，只不过它们会设计好固定的频率，然后就会产生共振，接收的一方就会从发射的一方获得能量，电力也是这样产生。

磁共振式的无线输电距离可以达到很远，可以通过增加发射机和接收机的线圈尺寸和数量来实现，传输的距离也可以达到千米级，但它的传输效率比较低，一般只有40%~50%，也就是有很大的能量在传输的过程中就已经损耗了。而且由于需要进行长距离传输能量，功率一般也会变得特别大，很明显也会影响到人的身体健康，所以这种方式想要更加广泛的推广应用，会变得非常困难。

第三种就是无线电波的方式。这种原理其实和无线电通信是一样的，只不过是他们传输的对象不同。无线电通信一般传输的就是信息，而无线输电需要传输的就是能量，使电磁波转化成为电流。

无线电波的输电方式传输距离是属于10米级的，但它的能量损耗也会变得特别大，通常输电效率比磁共振式的输电效率还要低，一般都在40%以下，相对来说这种方式对于人体健康的影响就没那么明显。无疑无线电波的波长变得更长，更加有利于增加输电的距离，因为波长变得更长，就更加有利于绕过障碍物，但传输的效率也会变得更低，其实就是一对矛盾。

三种传输方式都有各自的优势，但对于改变我们的生活方式还是特别大的。例如在一些较为偏远的山区、海岛或者峡谷，那里的人烟比较稀少，又或者是进行护林工作的人员，要想在那些偏远的地区建设电力的基础设施，由于使用的人非常少，再加上一些地形比较复杂，同样都会造成建设的成本比较高。

三、电力的无线传输也将成为主流

无线输电技术与传统的有线输电方式相比较，具有简洁、便携、无机械接口、非接触供电等优势，可大幅增加产品的防水、防尘性能，避免有线接口的机械磨损和故障，极大提高日常使用的便捷性与通用性，代表着未来技术的发展趋势与生活方式。随着下一代物联网技术的发展，以无线/智能设备配套应用为代表的无线输电技术将迎来爆发式的增长与发展。

根据计算，2020年-2025年传统电力传输投资总规模约为2.7万亿元，若无线传输按照10%计算，大概有2700亿元市场空间。

随着知识产权保护意识的增强，技术已经避不开专利这个话题。通过专利数据的情况也能大致了解行业的基本情况和研究进展。通过下面的数据可以了解到，无线输电技术主要由国家电网公司领头，众多机构和公司也在纷纷加入其中，能够预料到，未来5年将会是该行业迅猛发展的5年。

到目前，无线输电领域相关专利共有5310件，从下图中看出无线输电专利其实是从2010年就开始兴起，到2017年达到顶点，申请量最多，达到670件，之后略有下降；而无线输电的相关专利申请多集中在电网公司和大学中，申请量最高的是国家电网公司。

随着国家对知识产权的高度重视和行动，专利可以说已成为一种实实在在存在的，具有投资价值和潜力的东西。同时也是促进科学技术蓬勃发展的积极动力。

无线电力传输是目前世界上一项不断发展的新技术，2019-2025年全球无线电力传输市场年复合增长率高达23.1%，与之相关的专利受到业内极大的关注，具有巨大的市场空间，必定是当下非常不错的风口，在此背景下，积极关注以及持有无线电力传输的相关专利技术或许是一个明智的选择。

来源：瓦特科技，光明网，展翔的天马