Zákon vzájomného pôsobenia elektrických prúdov, ktorý objavil André Marie Ampere v roku 1820, položil základy pre ďalší rozvoj vedy o elektrine a magnetizme. O 11 rokov neskôr Michael Faraday experimentálne zistil, že meniace sa magnetické pole generované elektrickým prúdom môže indukovať elektrický prúd v inom vodiči. Takto bol vytvorený prvý elektrický transformátor.
V roku 1864 James Clerk Maxwell konečne systematizoval Faradayove experimentálne údaje a dal im formu presných matematických rovníc, vďaka ktorým bol vytvorený základ klasickej elektrodynamiky, pretože tieto rovnice opisovali vzťah elektromagnetického poľa s elektrickými prúdmi a nábojmi a existencia elektromagnetických vĺn mala byť dôsledkom tohto.
V roku 1888 Heinrich Hertz experimentálne potvrdil existenciu elektromagnetických vĺn predpovedaných Maxwellom. Jeho vysielač iskier s cievkovým chopperom Rumkorf mohol produkovať elektromagnetické vlny až 0,5 gigahertz, ktoré mohli byť prijímané viacerými prijímačmi naladenými na rezonanciu s vysielačom.
Prijímače mohli byť umiestnené vo vzdialenosti do 3 metrov, a keď vo vysielači došlo k iskreniu, v prijímačoch sa objavili iskry. Takto sa uskutočnili prvé experimenty na bezdrôtovom prenose elektrickej energie pomocou elektromagnetických vĺn.
V roku 1891 Nikola Tesla, ktorý študoval striedavé prúdy vysokého napätia a vysokej frekvencie, dospel k záveru, že je mimoriadne dôležité na konkrétne účely zvoliť tak vlnovú dĺžku, ako aj prevádzkové napätie vysielača, a vôbec nie je potrebné zvyšovať frekvenciu príliš vysokú.
Vedec poznamenáva, že dolná hranica frekvencií a napätí, pri ktorých sa mu podarilo dosiahnuť najlepšie výsledky v tom čase, bola od 15 000 do 20 000 kmitov za sekundu pri potenciáli 20 000 voltov. Tesla prijal vysokofrekvenčný a vysokonapäťový prúd aplikáciou oscilačného výboja kondenzátora (pozri Teslov transformátor). Všimol si, že tento druh elektrického vysielača je vhodný ako na výrobu svetla, tak aj na prenos elektriny na výrobu svetla.
Propagačné video:
V období od roku 1891 do roku 1894 vedec opakovane demonštroval bezdrôtový prenos a žiaru vákuových trubíc vo vysokofrekvenčnom elektrostatickom poli, pričom si všimol, že energia elektrostatického poľa je absorbovaná lampou, premieňajúcou sa na svetlo a energia elektromagnetického poľa používaná na elektromagnetickú indukciu s cieľom získať podobné výsledok sa väčšinou odráža a iba malá časť z neho sa premení na svetlo.
Vedec tvrdil, že ani pri použití rezonancie pri prenose pomocou elektromagnetickej vlny nie je možné preniesť značné množstvo elektrickej energie. Jeho cieľom počas tohto obdobia práce bolo bezdrôtovo prenášať veľké množstvo elektrickej energie.
Až do roku 1897 vedeli súbežne s Teslovými prácami štúdie elektromagnetických vĺn Jagdish Boche v Indii, Alexander Popov v Rusku a Guglielmo Marconi v Taliansku.
Po Teslových verejných prednáškach hovoril Jagdish Boche v novembri 1894 v Kalkate s demonštráciou bezdrôtového prenosu elektriny, kde zapálil strelný prach a prenášal elektrickú energiu na diaľku.
Po Boche, konkrétne 25. apríla 1895, Alexander Popov pomocou Morseovho kódu odoslal prvú rádiovú správu a tento dátum (7. mája, nový štýl) sa v Rusku každoročne oslavuje ako „Deň rozhlasu“.
V roku 1896, keď Marconi prišiel do Veľkej Británie, demonštroval svoj prístroj vysielaním signálu pomocou Morseovho kódu na vzdialenosť 1,5 km od strechy budovy poštového úradu v Londýne do inej budovy. Potom vylepšil svoj vynález a bol schopný vysielať signál pozdĺž Salisbury roviny už vo vzdialenosti 3 kilometrov.
Tesla v roku 1896 úspešne vysiela a prijíma signály vo vzdialenosti asi 48 kilometrov medzi vysielačom a prijímačom. Avšak žiadnemu z vedcov sa nepodarilo preniesť značné množstvo elektrickej energie na veľkú vzdialenosť.
Experimentovanie v Colorado Springs v roku 1899, Tesla napísal: „Nezrovnalosť indukčnej metódy sa zdá byť obrovská v porovnaní s metódou vzrušenia náboja zeme a vzduchu.“Toto bude začiatok vedeckého výskumu zameraného na prenos elektriny na veľké vzdialenosti bez použitia drôtov. V januári 1900 si Tesla vo svojom denníku zaznamená poznámku o úspešnom prenose energie na cievku „vykonanú do poľa“, z ktorej bola lampa napájaná.
A najambicióznejším úspechom vedca bude 15. júna 1903 spustenie veže Wardencliffe Tower na Long Islande, ktorá je určená na prenos elektrickej energie na veľké vzdialenosti vo veľkých množstvách bez drôtov. Uzemnené sekundárne vinutie rezonančného transformátora pokryté medenou sférickou kupolou muselo excitovať zemný náboj a vodivé vrstvy vzduchu, aby sa stali prvkom veľkého rezonančného obvodu.
Vedcovi sa teda podarilo napájať 200 lámp s výkonom 50 wattov vo vzdialenosti asi 40 km od vysielača. Na základe ekonomickej uskutočniteľnosti však financovanie projektu zastavil Morgan, ktorý od samého začiatku investoval peniaze do projektu s cieľom získať bezdrôtovú komunikáciu a prenos voľnej energie v priemyselnom meradle na diaľku, ako podnikateľ, s ním nebol kategoricky spokojný. V roku 1917 bola veža určená na bezdrôtový prenos elektrickej energie zničená.
Viac informácií o experimentoch Nikola Tesly nájdete tu: Rezonančná metóda bezdrôtového prenosu elektrickej energie Nikola Tesla.
Oveľa neskôr, v období od roku 1961 do roku 1964, experimentoval odborník v oblasti mikrovlnnej elektroniky William Brown v USA s cestami na prenos energie pomocou mikrovlnného lúča.
V roku 1964 prvýkrát otestoval zariadenie (model vrtuľníka), ktoré je schopné prijímať a využívať energiu mikrovlnného lúča vo forme jednosmerného prúdu, vďaka anténnemu usporiadaniu pozostávajúcemu z polvlnovitých dipólov, z ktorých každá je zaťažená vysoko účinnými Schottkyho diódami. Už v roku 1976 prevádzal William Brown 30 kW energie pomocou mikrovlnného lúča na vzdialenosť 1,6 km s účinnosťou presahujúcou 80%.
V roku 2007 sa výskumnej skupine v technologickom ústave Massachusetts pod vedením profesorky Marina Solyachichovej podarilo bezdrôtovo prenášať energiu na vzdialenosť 2 metrov. Prenášaný výkon bol dostatočný na napájanie 60 wattovej žiarovky.
Ich technológia (nazývaná WiTricity) je založená na fenoméne elektromagnetickej rezonancie. Vysielač a prijímač sú dve medené cievky s priemerom 60 cm rezonujúce pri rovnakej frekvencii. Vysielač je pripojený k zdroju energie a prijímač je pripojený k žiarovke. Slučky sú naladené na 10 MHz. Prijímač v tomto prípade prijíma iba 40 - 45% prenesenej elektriny.
Približne v rovnakom čase spoločnosť Intel preukázala podobnú technológiu bezdrôtového prenosu energie.
V roku 2010 predstavila spoločnosť Haier Group, čínsky výrobca domácich spotrebičov, svoj jedinečný produkt na veľtrhu CES 2010, plne bezdrôtovom LCD televízore založenom na tejto technológii.
Andrey Povny