無(wú)線電能傳輸技術(shù)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用

金琪鑫

摘 要：隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，人們已經(jīng)越來(lái)越關(guān)注無(wú)線電能的傳輸，在一些特定場(chǎng)合，這種技術(shù)能發(fā)揮出很多優(yōu)勢(shì)。和舊有的電線供電相比，其最大的特點(diǎn)就是提高供電電能的可靠性，并且也讓其便捷性得到了很大的提高。傳輸也更加安全了。本文首先介紹了無(wú)線電能技術(shù)的研究現(xiàn)狀。并且針對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了一些介紹，希望可以讓更多人了解到無(wú)線電能，隨著技術(shù)的不斷完善，其應(yīng)用范圍一定會(huì)更加廣泛。

關(guān)鍵詞：無(wú)線電能傳輸；研究現(xiàn)狀；應(yīng)用

電能在人們的日常生活中扮演著非常重要的角色，現(xiàn)在已經(jīng)成為人們生產(chǎn)生活中最為重要的一項(xiàng)能源，現(xiàn)在已經(jīng)有越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注無(wú)線電傳輸技術(shù)，其在很多場(chǎng)合都可以發(fā)揮出舊有的電能傳輸模式所不具備的優(yōu)點(diǎn)，在傳輸過(guò)程之中統(tǒng)體現(xiàn)出無(wú)可替代的便捷性和安全性。但是當(dāng)前這項(xiàng)技術(shù)仍然不夠完善，所以需要我們不斷從理論上進(jìn)行探索，這樣才能將這種技術(shù)的推廣應(yīng)用化為可能。

1 無(wú)線電能傳輸技術(shù)研究現(xiàn)狀

正常來(lái)說(shuō)，電能的傳輸都需要使用電纜或者電線來(lái)作為媒介的，但是在這個(gè)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)由于使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致線路損耗的情況，一旦線路老化，不及時(shí)更換，就會(huì)在很大程度上影響到設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性，并且影響到整個(gè)設(shè)備的使用壽命。在很多特殊場(chǎng)合中，這種傳統(tǒng)的輸電模式都存在著很大的不便，一旦其發(fā)生故障，就會(huì)發(fā)生火災(zāi)等事故，存在著巨大的安全隱患，并且在人們的日常使用中，很多電源線并存看起來(lái)雜亂無(wú)章，帶來(lái)了很大的不便。

無(wú)線電能傳輸這個(gè)概念最早在十九世紀(jì)被提出，特斯拉也針對(duì)這一內(nèi)容進(jìn)行了一些研究，但是當(dāng)時(shí)電能傳輸技術(shù)仍然還很不完善，財(cái)力因素也限制了他試驗(yàn)的開(kāi)展，所以在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，無(wú)線電能的傳輸都僅僅停留在構(gòu)想之中。后來(lái)電磁波理論也得到了發(fā)展，二十世紀(jì)初期已經(jīng)有人發(fā)明出了可以定向傳播電能的天線，并且通過(guò)微波來(lái)傳送能量?，F(xiàn)在已經(jīng)可以利用微博來(lái)進(jìn)行有效的能量傳輸了，如果能加以改善，就可以很好地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離和大功率的電能傳輸，給使用帶來(lái)很大的便利。

我國(guó)對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)研究比較晚，但目前也已經(jīng)取得了一些成就。隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷成熟和不斷進(jìn)步，當(dāng)前也已經(jīng)有越來(lái)越多的專家學(xué)著對(duì)這項(xiàng)內(nèi)容展開(kāi)研究，并且也有不少高校積極開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)。最近幾年由于這項(xiàng)技術(shù)的便利性和便攜性，已經(jīng)受到了越來(lái)越多人的關(guān)注，其應(yīng)用范圍也會(huì)越來(lái)越廣泛，有其是在醫(yī)療領(lǐng)取其價(jià)值是非常岷縣的，例如藥囊內(nèi)窺鏡、定點(diǎn)施藥等技術(shù)都可以為我國(guó)醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。所以總結(jié)起來(lái)，當(dāng)前我國(guó)國(guó)內(nèi)也在積極開(kāi)展無(wú)線電能傳輸技術(shù)，其研究領(lǐng)域也在不斷拓展，優(yōu)勢(shì)也體現(xiàn)得越來(lái)越明顯。

2 熱點(diǎn)研究領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)

2.1 電動(dòng)汽車領(lǐng)域

將無(wú)線電能傳輸技術(shù)應(yīng)用到電動(dòng)汽車的無(wú)線充放電中，不僅可以解決各類充電樁的建設(shè)問(wèn)題，同時(shí)還可以分散電動(dòng)汽車充電的集中程度，還可以一定程度上緩解電動(dòng)汽車規(guī)?；浞烹妼?duì)電網(wǎng)的沖擊。目前關(guān)于電動(dòng)汽車的無(wú)線供電技術(shù)國(guó)內(nèi)外各大汽車廠商以及科研機(jī)構(gòu)等都在積極的開(kāi)展研究，并取得了顯著的成果。電動(dòng)汽車無(wú)線充電已成為當(dāng)今世界研究的熱點(diǎn)。另外，電動(dòng)汽車作為智能電網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分，規(guī)模化的電動(dòng)汽車還可作為電網(wǎng)的儲(chǔ)能設(shè)備。無(wú)線充電技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高電動(dòng)汽車電網(wǎng)間的互動(dòng)能力，對(duì)智能電網(wǎng)的積極作用更顯著。

2.2 智能家居

智能家居近些年逐漸被人們所關(guān)注，其中智能家電的供電中無(wú)線電能傳輸技術(shù)具有突出的優(yōu)勢(shì)，為擺脫傳統(tǒng)充電線纜的限制，最大化體現(xiàn)便捷、人性化，“無(wú)尾”家電設(shè)備逐漸被提出。諸如“免電池”無(wú)線鼠標(biāo)以及手機(jī)、筆記本電腦無(wú)線充電終端等。

2.3 醫(yī)療設(shè)備

無(wú)線電能傳輸技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用主要集中植入式醫(yī)療設(shè)備的無(wú)線供電中，諸如心臟起搏器、神經(jīng)刺激器、全人工心臟、人工耳蝸和視網(wǎng)膜假體等。植入式醫(yī)療設(shè)備一般的供電功率需求很小，在幾十微瓦到幾十瓦不等，多采用經(jīng)表皮的直接供電、植入式電池?zé)o線充電等方式。人體植入設(shè)備的非接觸電能傳輸也是無(wú)線電能傳輸?shù)闹饕獰狳c(diǎn)研究領(lǐng)域之一，植入式設(shè)備采用無(wú)線供電具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）供電中沒(méi)有物理連接，避免了導(dǎo)線與皮膚的直接接觸，防止感染引起的并發(fā)癥。（2）解決了植入式電池電能耗盡后需手術(shù)更換的問(wèn)題，提高手術(shù)后病人的生活質(zhì)量。（3）與人體皮膚沒(méi)有直接的電氣連接，不存在裸露的導(dǎo)線和接觸機(jī)構(gòu)，消除了意外電擊的可能性，提高了設(shè)備對(duì)人體的安全等級(jí)。（4）不存在直接的摩擦，消除了機(jī)械上的磨損和電氣腐蝕，具有高可靠性和免維護(hù)性。（5）由于非接觸變壓器一、二次是非緊密耦合的，系統(tǒng)在變壓器一、二次產(chǎn)生一定程度的錯(cuò)位時(shí)仍可正常工作，提高了供電時(shí)的靈活性和病人的舒適性。

2.4 工業(yè)應(yīng)用

無(wú)線電能傳輸技術(shù)隨著不斷的成熟和發(fā)展，其在工業(yè)領(lǐng)域也有非常廣闊的應(yīng)用前景。在工業(yè)上一些特殊場(chǎng)合如化工設(shè)備中的檢測(cè)裝置、水下機(jī)器人、分布式傳感器的供電問(wèn)題等等，這些場(chǎng)合下的用電裝置一般采用換電池模式或用電纜輸電，給設(shè)備的正常使用和維護(hù)帶來(lái)了諸多的不便，而無(wú)線電能傳輸技術(shù)克服了上述缺點(diǎn)，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者和公司研究的一個(gè)新的熱點(diǎn)。

3 無(wú)線電能傳輸技術(shù)的前景

近年來(lái)，隨著技術(shù)的不斷完善，無(wú)線電能傳輸技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用于便攜電氣和電動(dòng)汽車以及無(wú)線供電等領(lǐng)域之中。隨著人們生活水平的提高，人們也在對(duì)其便攜性和多樣性提出新的要求，所以這也給無(wú)線供電技術(shù)帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。在未來(lái)，無(wú)線供電技術(shù)也會(huì)隨著其發(fā)展的不斷完善而應(yīng)用到新的領(lǐng)域之中，例如照明和航空航天等領(lǐng)域。

結(jié)束語(yǔ)

無(wú)線電能這個(gè)概念由來(lái)已久，但是長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)一直都處于一個(gè)概念設(shè)想的階段。當(dāng)前隨著新型材料的不斷出現(xiàn)、新型技術(shù)的不斷改進(jìn)，所以人們也已經(jīng)開(kāi)始探索其應(yīng)用的方向。電能無(wú)線傳輸其本身具有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，目前來(lái)看在汽車和醫(yī)療方面能夠起到巨大的作用，將其應(yīng)用到家具設(shè)備當(dāng)中也能大大改善人們的生活水平。本文首先介紹了這項(xiàng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并且闡述了其應(yīng)用情況，希望可以讓更多人了解到這門技術(shù)，在不斷的實(shí)踐中將這項(xiàng)技術(shù)逐漸完善，給我們的生活和工作做出更大的貢獻(xiàn)。

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