日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）和日本宇宙系統開發利用推進機構（J-spacesystems）於2015年3月8日在日本兵庫縣的三菱電機試驗場實施了無線供受電系統實驗，實驗過程同時向媒體公開。太空光伏發電是指將在宇宙空間利用太陽能電池發的電通過微波方式輸送到地面。因此，必須準確控制微波的發射方向。另外，在陽光照射面與非照射面存在攝氏100度以上溫差的宇宙空間，需要防止天線熱變形導致的供電效率下降。過去，地面上的無線供電實驗使用拋物面天線進行供電，而用拋物面天線則難以補償熱變形。
JAXA和J-spacesystems此次全球首次在供電和受電兩方面都採用了由小型天線元件呈平面排列組成的相控陣天線。採用了利用受電方發出的引導信號，供電方以微波形式沿正確方向送回電力的形式。另外，有意錯開由4塊面板構成的供電天線各面板的安裝位置，再現了發生熱變形的狀態，通過控制向天線發送的微波的相位，驗證了即使存在熱變形也可以防止供電效率下降的結果。
相距55m供電340W
實驗中，將供電天線和受電天線相隔約55m相向設置，利用5.8GHz的微波傳輸了電力（圖1）。供電方的驅動電力是普通的200V三相交流電。受電方會產生50V直流電。此次實驗中，演示了利用50V直流電通過逆變器轉變成普通家庭使用的100V交流電，並利用這個電供業餘無線電通信（圖2）。
圖1：實驗裝置的概要。
左側文字標註，從左到右：微波供電天線、供電部分、飛船信號接收天線。
右側文字標註，從上到下：受電部分、光束方向控制裝置（受電控制）。
紅色箭頭：高功率微波5.8GHz頻帶。
綠色箭頭：飛船信號2.45GHz頻帶。
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圖2：演示利用無線供電的電力進行通信當天由業餘無線團體進行了演示。
相控陣天線通過控制向構成天線的各元件發送的微波的相位，可以控制發射電波的方向。天線中央部分有收發其他用途2.45GHz微波的天線（圖3～5）。首先，受電裝置向供電裝置發射引導用的2.45GHz微波。供電裝置朝著2.45GHz微波到達的方向返回5.8GHz的供電微波。JAXA負責研究引導機構，J-Spacesystem負責研究無線供電機構。引導機構和供電裝置由三菱電機製造，受電裝置由IHI Aerospace公司製造。
圖3：受電天線的外觀（左）和引導用微波發送天線的放大圖（右）
在受電天線中央有發送引導用2.45GHz微波的天線。正在解說的是JAXA研究開發本部未踏技術研究中心尖端任務研發組長大橋一夫。
??圖4：設在高5.5m土堆上的供電天線
為避免地面反射，設在土堆上。另外，在電波通過部分的地面上設置了電波吸收材料。
圖5：供電相控陣天線（左）和引導用微波接收天線的放大圖（右）
供電天線由4塊面板構成，在各面板的中心有接收引導用微波的天線。
供電電力為1.8kW，其中，340W被受電裝置轉換成電力（圖6）。雖然乍看上去傳輸效率不高，但「天線越大，無線供電效率越高。在太空光伏發電實用階段，宇宙與地表都將架設方圓2km左右的天線，因此即使採用現有技術也能夠實現90％以上的效率」（JAXA研發本部未踏技術研究中心尖端任務研發組長大橋一夫）。
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圖6：供電實驗時的輸出功率監控畫面
上面顯示通過控制微波的相位，基本以額定的326.52W供電。??
增大天線時，由溫差引起的天線面上的熱變形會影響天線的效率。相控陣天線通過由各天線元件發射適當控制相位的電波，會向一個方向發射強烈的電波。天線面發生變形時，相位會發生位移，因此電波強度減弱。5.8GHz微波的波長為6cm左右，但天線面位移3cm（相當於半波長）時，位移部位的天線元件發射的電波與未位移部位的元件所發射的電波發生幹擾，相互減弱，最壞的情況下不再發射電波。
為避免這種情況，需要測量位移，提前補償發送給各天線元件的微波的相位，以防止天線效率下降。此次實驗已經證實，構成發送天線的4塊面板中，將下面2塊面板有意錯開3cm設置，通過相位控制可以確保天線效率（圖7）。
圖7：模擬天線面熱變形的供電天線
從側面看，4塊供電天線面板，上面2塊和下面2塊前後錯開配置。只錯開了3cm，相當於傳輸使用的5.8GHz微波的半波長。如果在這種狀態下，不控制微波的相位，上下面板發出的微波將發生幹擾而相互減弱，導致微波功率降低。
無線供電的想法早就有，現在研究的中心在日本
無線供電的想法最早可以追溯到19世紀。20世紀初確立了交流供電和感應馬達等原理的工程師尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）提出了通過無線供電在世界範圍內供應電力的「世界無線系統（World Wireless System）」。在摩根財團的支持下，他在紐約州長島市建成了大型實驗設備「沃登克裡弗塔」，進行了無線供電實驗，但以失敗告終。
後來，處理適合供電且指向性好的微波的技術取得進步，1964年美國雷神公司（Raytheon）利用無線供電將模型直升飛機送上了天，全球首次成功實現向移動物體無線供電。
最先想到可以在宇宙中使用無線供電的是科幻作家艾薩克·阿西莫夫。在他於1941年發表的短編科幻小說《推理》（Reason，收錄在短編小說輯《我是機器人》早川書房刊中)中，出現了一個收集太陽能並輸送到行星表面的宇宙空間站。
將宇宙空間利用太陽能電池發的電通過無線供電傳輸到地面的「太空光伏發電系統」於1968年由美國工程師Peter E.Glaser首次提出。Peter E.Glaser的設想被美國能源部（DOE）和美國宇航局（NASA）採納，1975年NASA噴氣推進實驗室（JPL）在加利福尼亞州金石(Goldstone)地面站的沙漠上實施了相距1.6km、供電450kW、受電30kW的大規模供電實驗。這是迄今為止最大規模的無線供電實驗。但是，後來美國政府因財政困難大幅削減預算，導致美國的無線供電研究衰退。
後來，太空光伏發電的研究中心逐步轉移到了日本。首先，以日本京都大學、神戶大學、日本文部省宇宙科學研究所（現JAXA宇宙科學研究所）為中心，日本於1983年使用「S-520」火箭，實施了測量供電用微波與電離層之間的幹擾的實驗。1992年，日本京都大學及神戶大學等成功利用無線供電將模型飛機送上天空，1994年，日本京都大學、神戶大學、關西電力實施了繼JPL實施5kW供電、1kW受電實驗之後的世界第二大規模地面試驗。1995年，日本神戶大學、日本郵政省通信綜合研究所〔現日本信息通信研究機構（NICT）〕、日本通產省機械技術研究所（現日本產業技術綜合研究所）等利用無線供電發送了無人小型飛船。2008年，日本神戶大學等在日美合作體制下，成功實施了從夏威夷諸島的毛伊島（Maui）到夏威夷島相距140km、供電20W的實驗。
極短距離已實用化，要想實現太空光伏發電，輸送系統成本有待降低
現在，無線供電在極短距離內已實現實用化。以JR東日本的SUICA為代表的非接觸式IC卡內部沒有電池，接觸時利用由檢票機通過電磁感應供應的電力工作。採用同一原理，放在充電座上充電的可攜式信息終端也已上市。
利用磁場共振的距離幾十cm的無線供電也在進行技術開發。家電的無線化將成為一大市場，業內已開始著手評估無線供電對人體的影響以及制定統一標準。更大功率用途方面，已提出了只要將純電動汽車停在固定位置就可以充電的「可充電停車場」、甚至在行駛中也可以充電的「可充電道路」等。
使用微波的太空光伏發電需要在宇宙空間內設置大面積的太陽能電池。另外，為提高傳輸效率，必須增大供受電天線的面積。目前，要想兼顧發電量和供電效率，需要在宇宙空間設置方圓2km～3km的發電供電設施並在地面上設置同等規模的受電設施。現在，火箭發射成本還很高，因此無法以可與其他發電方式競爭的成本建設大規模宇宙設備。
要想以有競爭力的成本建設太空光伏發電設備，宇宙輸送系統的成本要比現在低兩個數量級。要想實現太空光伏發電，需要穩步推進技術開發，同時降低宇宙輸送系統的成本。