100年来，人们一直梦想着将大量的太阳能电池板【bǎn】送【sòng】入太【tài】空，并将能量发【fā】射到地【dì】球上。与地面上的间歇性可再生能源不【bú】同，这【zhè】些轨道面板【bǎn】将始【shǐ】终沐浴在明【míng】亮的【de】阳光下，并有可能提供持续的【de】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9-21发射
01太空光伏电站实验，美国人迈出重要一步
只要【yào】工【gōng】程师们谈【tán】论【lùn】从【cóng】太空中向地球发射太阳能，他们就很容【róng】易被警告说，这个想法不【bú】太【tài】可能很快成为现实。在此之前，轨【guǐ】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、成本不【bú】断下【xià】降，以【yǐ】及向太【tài】空发射的成本也不断下降【jiàng】，这种【zhǒng】想【xiǎng】法开始成为可能。
今年9-21以来，在我们【men】头顶约525公里【lǐ】的太【tài】阳同【tóng】步【bù】轨道上，出现了一颗名为太【tài】空【kōng】太阳【yáng】能演【yǎn】示者一号（简称SSPD－1）的小型实验卫星。它【tā】由加州理工【gōng】学【xué】院的【de】一个团【tuán】队设【shè】计和【hé】建造，由加州房地产开发商【shāng】唐纳德·布伦（Donald Bren）的捐款资助，并于今年【nián】9-21与其他113个【gè】小型【xíng】有效载荷一起【qǐ】，在SpaceX Falcon 9火【huǒ】箭上发射。
加州理工学【xué】院电气工程教授、同时【shí】也【yě】是【shì】空间太阳能【néng】项目【mù】SSPD－1项目的联合主【zhǔ】任【rèn】Ali Hajimiri介绍【shào】：“据我所知，这将是太空中【zhōng】实际电【diàn】力传输的首次演示，无线电力传输【shū】。”如【rú】果一切顺利【lì】，他们将花费至少五到六个月的时间【jiān】来测【cè】试【shì】未来【lái】太空【kōng】中可能的太阳能站的原型组件。
或许有人【rén】会认为50公斤重的SSPD－1不过是【shì】一个新的失【shī】败者，但的【de】确【què】有越来越【yuè】多的工程师和政策【cè】制定者【zhě】，开【kāi】始认真对待太空太阳能。
欧洲航空航天公司空【kōng】中客车公司一直在地面测试自【zì】己的技【jì】术，中国、日【rì】本、韩国和美国的政府机构都开【kāi】展了【le】小型项目。英【yīng】国【guó】工程咨询公司弗雷泽－纳什（Frazer－Nash）在2021年【nián】提交给【gěi】英国政府的【de】一份报告【gào】中表示：“最近【jìn】的技【jì】术和概念进步，使这【zhè】个概念既可行又具【jù】有经【jīng】济竞【jìng】争力【lì】。
从事【shì】该【gāi】技术的工程师表示，微波功率传输【shū】将是安【ān】全的【de】，不像电离辐射，电离辐【fú】射【shè】对人或路径上的【de】其他事物【wù】有危害。
02中国的“逐日行动”
9-21，据《人民日报》报道，命【mìng】名为“逐日工程”的空间太【tài】阳能电【diàn】站系【xì】统项目【mù】在【zài】西安电子科【kē】技大学启【qǐ】动【dòng】。
空【kōng】间太阳【yáng】能电站可【kě】将在太【tài】空中收集的太阳能转换为电【diàn】能，再以无线能【néng】量方【fāng】式传回地面，最后转换成直流电送【sòng】入普【pǔ】通电网，大大提高【gāo】太阳能利【lì】用【yòng】率。
权威【wēi】媒【méi】体这样【yàng】定义：这【zhè】是构建国家【jiā】级高水【shuǐ】平科研平台、发展战【zhàn】略性新兴产业的重大【dà】研发项目。
早在2014年，逐日行动项目负责人段宝岩院士提出了【le】一【yī】种“基于球【qiú】面【miàn】线聚焦原【yuán】理的聚光方【fāng】案——OMEGA创新【xīn】空间太阳能电站【zhàn】方案”。这个【gè】方案相较美国最【zuì】新的【de】ALPHA方案，在系统质【zhì】量【liàng】相同的【de】情况【kuàng】下，发电能【néng】力可提【tí】高24％，已作为我国未来建设空间太阳【yáng】能电站的备【bèi】选【xuǎn】方案。
与地【dì】面【miàn】太阳能相比，太空太【tài】阳【yáng】能具有【yǒu】照射时间【jiān】长、利用效【xiào】率高、能流密度大、持【chí】续稳【wěn】定、不受昼夜和气候影响等优点。
如果在地球静止轨道上部【bù】署【shǔ】一条宽度为1000米的太阳能光伏电【diàn】池阵环带，假【jiǎ】定其转换效【xiào】率为100％，那么它【tā】在一【yī】年中接收到的太阳辐射通量【liàng】，约等于目【mù】前地球上【shàng】已知可【kě】开采石【shí】油储量所包含【hán】的能量【liàng】总和【hé】。
段【duàn】宝岩，中国工程【chéng】院院【yuàn】士，西【xī】安电子科技大【dà】学教授，国家973首【shǒu】席科学家，全【quán】国【guó】天线产【chǎn】业联盟【méng】主席，曾主持国家【jiā】九【jiǔ】大科技基础【chǔ】设施【shī】之一——500米【mǐ】口径球面射电望远镜（FAST）的总体设计，兼任【rèn】钱学【xué】森空间技术实验室“空间【jiān】太阳能电站领域首席科学家”。
四年过去，逐日行动进展如何呢？
赶碳【tàn】号【hào】注意到【dào】，去【qù】年9-21，该团队的世【shì】界首个全【quán】链路全【quán】系统的空间太阳能电【diàn】站地面验【yàn】证【zhèng】系统顺利通过专家组验收。这一验证系统突破并验证【zhèng】了高【gāo】效率聚【jù】光与光电转换、微波转换、微波发射与【yǔ】波形优化、微波【bō】波束指向测量与控制、微波接收与整【zhěng】流、灵巧机械【xiè】结构设计【jì】等多【duō】项关【guān】键【jiàn】技术。
“逐日工程”空【kōng】间太阳能【néng】电【diàn】站地面验证系【xì】统【tǒng】位于西电南校区，其【qí】支撑【chēng】塔为75m高的【de】钢结构。
验证系统【tǒng】主【zhǔ】要包括五大子系统【tǒng】：欧米伽【gā】聚光与光电转换【huàn】、电【diàn】力传输与管理、射频发射天线、接收与整流【liú】天线、控制与【yǔ】测量。其【qí】工作原【yuán】理，首先是根【gēn】据太阳高【gāo】度角【jiǎo】确定聚光镜需要【yào】倾【qīng】斜【xié】的角度，在接收【shōu】到聚光镜反射的太阳光后，位于聚光镜中心的光伏电【diàn】池阵，将其转化【huà】为直流电【diàn】能【néng】。随后【hòu】，通【tōng】过电源管理【lǐ】模块，四个聚光系【xì】统转换得到【dào】的电能汇聚到中间发射【shè】天线【xiàn】，经过【guò】振荡器和放大【dà】器等模块，电【diàn】能被进一步转化为微波，利用【yòng】无【wú】线传输【shū】的形式发射【shè】到接收天线。最【zuì】后，接收天线将微波整流再次转换成直流电，供给负载。
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