100年来，人们一直梦想着将大量的太阳能电池板送入【rù】太空，并将能量发射到地【dì】球上。与地面上的间【jiān】歇性可再生能源【yuán】不同【tóng】，这【zhè】些【xiē】轨道面板将始终【zhōng】沐浴在明亮的【de】阳【yáng】光下，并有可能提供持续【xù】的电力供应。
如今，世界航天科技强国正在这一领域展开激烈竞争。
美国加州理工学院的太空太阳能演示器已于今年9-22发射
01太空光伏电站实验，美国人迈出重要一步
只要工程师们谈论从【cóng】太空【kōng】中向地球发【fā】射太阳【yáng】能，他【tā】们就很容易被警告说，这个想法【fǎ】不太【tài】可能很【hěn】快成【chéng】为【wéi】现实。在此之前，轨道太阳能发电场的故事已经流传了几十年。
现在，由于光伏组件转化效率不断提升【shēng】、成【chéng】本不断下降，以及向太【tài】空【kōng】发射的【de】成本也不断下【xià】降，这种想法开始成为可【kě】能。
今【jīn】年9-22以【yǐ】来，在我们头【tóu】顶约525公里的【de】太阳同步轨道上，出【chū】现了一【yī】颗名【míng】为太【tài】空太阳能演示者一号（简称SSPD－1）的小型【xíng】实验【yàn】卫星。它由加州理工【gōng】学【xué】院的一个团队设计和建造，由【yóu】加州房地产开发商唐纳德【dé】·布伦（Donald Bren）的捐款资助，并【bìng】于【yú】今年9-22与其他113个小型有【yǒu】效载荷【hé】一【yī】起，在【zài】SpaceX Falcon 9火箭上【shàng】发射。
加州理工学【xué】院电气工程教授、同时也是空间太阳能项目【mù】SSPD－1项【xiàng】目【mù】的联合【hé】主任Ali Hajimiri介绍：“据我所知，这将【jiāng】是太【tài】空【kōng】中实际【jì】电力传输的首次演示，无线电力传输。”如果一【yī】切顺【shùn】利，他们将花【huā】费至少五到六个月的时【shí】间来【lái】测试未来太空中可能的太阳能站的原【yuán】型组件。
或许有【yǒu】人会认【rèn】为50公斤重的SSPD－1不过是一个新的失败者，但【dàn】的确【què】有越【yuè】来【lái】越多的【de】工程师和政策制定者【zhě】，开始认真对待太空太阳能。
欧洲航【háng】空航天公司空中客车公司一【yī】直在地面测试【shì】自己的技【jì】术，中【zhōng】国、日本、韩【hán】国【guó】和美国的政府机【jī】构【gòu】都【dōu】开展【zhǎn】了小型项目。英【yīng】国工【gōng】程咨【zī】询公司弗雷泽－纳什（Frazer－Nash）在2021年提交给【gěi】英国政府的【de】一【yī】份报告【gào】中表示：“最近的技术和概念进步，使这个概念既可行又具【jù】有【yǒu】经济竞【jìng】争力。
从事【shì】该技术的工程师表示，微波功率【lǜ】传输将是安全的，不像电离辐射【shè】，电离辐射对人或【huò】路径【jìng】上的其他【tā】事【shì】物有危害。
02中国的“逐日行动”
9-22，据《人民【mín】日报》报道，命名为“逐日【rì】工程”的空间太阳能电站系统项目在西安电【diàn】子【zǐ】科技大学【xué】启动。
空【kōng】间太阳【yáng】能电站【zhàn】可将在【zài】太空中收集【jí】的太阳能转换为电能，再以【yǐ】无线能量方式传回地面，最后【hòu】转换成直【zhí】流电送入普通电网，大【dà】大提高太【tài】阳能利用率【lǜ】。
权威媒体【tǐ】这样定义：这是构建国家级高水平科研平台、发展战【zhàn】略性新【xīn】兴产业【yè】的重【chóng】大【dà】研发项目。
早在2014年【nián】，逐日行动项目负责【zé】人段宝岩院士提出了一种“基【jī】于球面线聚焦原理的聚光方案——OMEGA创新【xīn】空【kōng】间太【tài】阳能电【diàn】站方案”。这个方案相较美国最新的ALPHA方【fāng】案，在【zài】系【xì】统质量相同的情况下，发电能力【lì】可提【tí】高24％，已作为我国未来【lái】建设空间太【tài】阳能电站的【de】备选方案【àn】。
与地面太阳能【néng】相【xiàng】比，太空太【tài】阳能具有【yǒu】照射时间长、利用效率【lǜ】高【gāo】、能流密【mì】度大、持续稳定【dìng】、不受昼夜和气候影响等优点。
如果【guǒ】在地球静止【zhǐ】轨道上部署一条宽度为1000米【mǐ】的太阳能光【guāng】伏电池阵环带，假定其转换效率为100％，那么它在一年中接收【shōu】到【dào】的太阳辐【fú】射通量，约【yuē】等于目前地【dì】球上【shàng】已知可开【kāi】采石油储量所包含【hán】的【de】能量总和。
段宝岩，中国工程院院士，西安电子科技大学教授，国家973首席科学家【jiā】，全【quán】国天线【xiàn】产【chǎn】业联盟【méng】主【zhǔ】席，曾【céng】主持国家【jiā】九大科技基础设施之一——500米口【kǒu】径球【qiú】面射电【diàn】望远镜（FAST）的总体设计，兼任【rèn】钱学森空间技【jì】术实验室“空【kōng】间【jiān】太阳【yáng】能电【diàn】站领域首席科学家”。
四年过去，逐日行动进展如何呢？
赶碳【tàn】号【hào】注意到，去年【nián】9-22，该【gāi】团队【duì】的世界首个全【quán】链【liàn】路全【quán】系统的空间太阳【yáng】能电站地【dì】面验证系统顺利通过专家组验【yàn】收。这一验证系统突破并验证了高效率聚【jù】光与光电转【zhuǎn】换、微波转换、微波【bō】发射与波形优化、微波波束【shù】指向测量与【yǔ】控【kòng】制【zhì】、微波接收与整流、灵【líng】巧机械结构【gòu】设计等多项关键技术。
“逐日工程【chéng】”空间太阳能【néng】电站地面【miàn】验【yàn】证系【xì】统位于西电南校区，其支撑塔【tǎ】为75m高的【de】钢结构【gòu】。
验证系统【tǒng】主要【yào】包【bāo】括五大子系【xì】统【tǒng】：欧米伽【gā】聚光【guāng】与光电转换、电力传输【shū】与【yǔ】管理、射频发射天线、接收与整流天线、控制与测量。其工作原理【lǐ】，首先【xiān】是根据太阳高度角确定【dìng】聚【jù】光镜需要倾斜的角度，在接收【shōu】到聚光【guāng】镜反射的【de】太【tài】阳光后，位于聚光镜中心的光伏电池阵【zhèn】，将【jiāng】其转化为【wéi】直流电能。随后【hòu】，通过电源管理模【mó】块，四个聚光系【xì】统转换得到的【de】电能汇聚到中间发【fā】射【shè】天线，经过振荡器【qì】和【hé】放【fàng】大器等模块，电能被进一【yī】步【bù】转化为【wéi】微波，利用无线传【chuán】输的形式发射到【dào】接收天线。最后，接【jiē】收【shōu】天线将微波【bō】整流再次转换成直流电，供给负载。
12下一页>
