從百米級地面驗證,到未來軌道上的空間太陽能電站,“逐日工程”正在讓太空發電、無線傳能從科學設想走向工程驗證。不過,地面實驗成功只是第一步。真正把電站建到太空,還要跨過哪些難關?它又何時才能真正走出實驗室,進入實際應用階段呢?
西安電子科技大學機電工程學院副教授 樊冠恒:空間太陽能電站的建設可能是未來的一個很大構想,比如說用電自由。我們在空間中可以實現24小時不斷地能量收集,電力源源不斷供給。其次,可以減少我們對化石能源的依賴,從而減少碳排放,保護環境。另外可以助力我們空間的充電樁建設,對空間航天器的無線微波無線充能進行供電方式的改變。
不過,從地面驗證走向真正太空應用,團隊正在解決一系列難題。比如,面對火箭發射和在軌部署的需要,團隊創新性地提出了“分布式歐米伽”空間太陽能電站設計方案,把電站從巨大的單體結構拆分成若干個小模塊,通過編隊和協同工作完成發電和傳能任務。這樣即便個別模塊出現問題,也不會影響整個系統運行,同時也降低了大型結構在太空中展開、控制和維護的難度。此外,未來空間太陽能電站還要解決遠距離、高精度、長期穩定傳能等眾多的問題。
西安電子科技大學機電工程學院副教授 錢思浩:首先要解決的其實是器件的空間環境適應性問題,因為地面環境和空間環境完全不一樣,包括太空的輻照以及高低溫的情況,需要開發太空的熱管理系統,還有一個是收發天線的展收設計問題,這些都需要去突破。
據介紹,接下來,科研團隊將持續攻克各項核心難題,進一步提升遠距離無線輸電效率,同時實現衛星高速在軌運行狀態下的超高精度波束指向控制。
西安電子科技大學機電工程學院副教授 樊冠恒:目前完成了地面實驗驗證,下一步要開展空間中在軌階段的無線微波能量傳輸。我們制定了“兩大步三小步”的發展戰略。兩大步,就是在2030年建設成一個兆瓦級的電站,在2050年建設成一個吉瓦級的電站方案。
轉自:央視網
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