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远距离无线传能新突破!西电承研“十米级微波无线电能传输技术研究”项目验收通过

点击数:   发布时间:2021-10-18 13:37


      电力革命以来,多种多样的用电器为人们的生活带来诸多便利,但传统的有线充电也体现出线路复杂、线路易老化、用电场景受线路限制等问题。为克服这些问题,无线传能技术逐渐登上历史舞台,其被美国《技术评论》杂志评为将给人类生产生活带来巨大变革的十大科研方向之一,具有重要的研究与应用价值。现在的手机等用电设备已实现了无线传能,但传输距离近,应用范围窄。远距离、大功率的无线传能才是能解决更多实际问题的无线传能方式。
      近日,由西安电子科技大学电子工程学院李龙教授团队参与承研的“十米级微波无线电能传输技术研究”项目通过了国家电网专家组的验收。该项目由中国电科院牵头,通过西电团队与其他科研团队的通力合作,对远距离无线传能的理论基础与实现装置进行深入研究与设计,在国内首次实现了20米距离远的千瓦级微波无线能量传输,系统传输效率达到25.5%,已具备世界先进水平。

图1 无线传能系统实验场景

      西电团队凭借在无线能量传输与环境能量收集领域的突出研究能力,在项目中主要负责传能系统中接收部分的研究与设计。为解决现有无线传能技术效率低、二极管承受功率范围受限的问题,团队采用了由西电郝跃院士团队研发的基于氮化镓(GaN)的第三代半导体整流二极管。通过分区整流和直流合成技术,实现了对接收天线与整流电路的创新设计,最终提升了无线能量传输系统的整体效率,为整个项目的完成做出重要贡献。

图2 接收天线阵列实物

      在未来的社会中,无线传能技术将作为有线输电网络的重要补充,充分发挥作用更可在特殊场景中,完成有线充电或自然能源难以实现的功能。

            

      图3 自然灾害时远距离无线传能可代替能源供应          图4 电力巡检可避免频繁返航

              

图5 人体可植入设备利用无线传能将无需手术取出   图6 复杂环境中传感网络可便捷实现大规模电力供应

      远距离无线传能技术的广泛使用有很长的一段路要走,而本项目在这段路上已迈出了坚实的一步。路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。期待科研工作者们继续刻骨钻研,创造更多成果,为社会生产生活贡献更大力量!