2023年中國十大科技進展新聞 |
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世界首個全鏈路全系統空間太陽能電站地面驗證系統落成啟用 |
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“逐日工程”——空間太陽能電站地面驗證系統俯視圖
西安電子科技大學供圖
空間太陽能電站(SSPS)是解決能源危機、實現可持續發展的終極答案之一。2023年11月30日,中國工程院旗艦刊物Engineering系統報道了西安電子科技大學段寶巖院士團隊完成的“逐日工程”——世界首個全鏈路全系統空間太陽能電站地面驗證系統,闡述了歐米伽SSPS創新設計方案、理論創新、技術突破、工程實現及實驗結果。此系統遠距離高功率微波無線傳能效率(距離55米,發射2081瓦,波束收集效率87.3%,DC-DC傳輸效率15.05%)與功質比等主要技術指標世界領先。
“逐日工程”位于西安電子科技大學南校區,主要包括五大子系統:歐米伽聚光與光電轉換、電力傳輸與管理、射頻發射天線、接收與整流天線、控制與測量。其工作原理是根據太陽高度角確定聚光鏡需要傾斜的角度,在接收到聚光鏡反射的太陽光后,由位于聚光鏡中心的光伏電池陣將其轉化為直流電能。隨后,通過電源管理模塊,四個聚光系統轉換得到的電能匯聚到中間發射天線,經過振蕩器和放大器等模塊,電能被進一步轉化為微波,利用無線傳輸的形式發射到接收天線。最后,接收天線將微波整流再次轉換成直流電,供給負載。2022年6月5日,全鏈路全系統空間太陽能電站地面驗證系統通過驗收,比原定的技術路線節點提前了近三年。
“逐日工程”突破的遠距離高功率微波無線傳能技術,應用前景廣闊。在太空,可助力構建空間能源網、空間充電樁,破解空間算力、星上信息處理、空間攻防及超遠程探測的供電難題。在陸海空,可為空中飛艇、無人機群、海上移動平臺、災害及邊遠區域無線供電!
《科學新聞》 (科學新聞2024年2月刊 封面)