大家好!今天让小编来大家介绍下关于光伏穿透率_上海LONTOON琅图科技有限公司研发,生产的太阳能光伏电缆标的PV1-F,这是什么?的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。
文章目录列表:
1.太阳能发电太阳能发电原理2.上海LONTOON琅图科技有限公司研发,生产的太阳能光伏电缆标的PV1-F,这是什么?
3.神舟十二号的电力系统主要构成:太阳电池翼+储能电池
太阳能发电太阳能发电原理
1、太阳能发电有什么好处?2、请问太阳能是怎么发电的?3、什么是太阳能发电?4、太阳能发电原理?5、太阳能发电有什么优势太阳能发电有什么好处?
有利也有弊。
一、太阳板装在房顶上的利处:
1、如果屋顶安装了太阳能的发电板,就能够有效利用太阳能的资源,从而能够发电,这就能够节省用电量。现在国家对于安装发电板有一些补贴,通过太阳能发电,会使得平时的用电量比较少,为你家节省了电费。
2、安装屋顶太阳能发电板相对来说还是比较简单的,一般来说几个工人,半天的时间就能够安装到位。
二、太阳板装在房顶上的弊处:
1、安装太阳能发电板相对来说投资还是比较大的,对于一些家庭来说,可能会考虑到安装的成本问题,价格会偏高,就会不接受。
2、这种太阳能发电板直接安装在屋顶,后期长期可能会受到风吹日晒,可能就会有腐蚀的问题。
3、太阳能发电板毕竟是通过太阳能取得的,利用太阳能的资源才能够发电,所以在天晴的时候才能够利用,但是如果遇到了阴天或者太阳不是特别足的时候,用电就会受到影响。
4、安装的时候还需要在屋顶上面打孔,要穿透屋顶,后期安装不合理,就会造成屋顶出现渗漏的问题。
请问太阳能是怎么发电的?1、太阳能发电方式太阳能发电有两种方式太阳能发电,一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电直接转换方式。
2、光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—电转换过程。
3、光—电直接转换方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵太阳能发电了。
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什么是太阳能发电?太阳能光伏发电在不远太阳能发电的将来会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年,可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上太阳能发电;到2040年,可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上太阳能发电;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。
光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,但不涉及机械部件。
所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源可以无处不在。
太阳能发电原理?太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置。
光生伏特效应的基本过程:假设光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被接纳,具有足够能量的光子可以在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激起,致使产生电子-空穴对。
界面层临近的电子和空穴在复合之前,将经由空间电荷的电场作用被相互分别。电子向带正电的N区而空穴向带负电的P区运动。经由界面层的电荷分别,将在P区和N区之间形成一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。
对晶体硅太阳能电池来说,开路电压的典型数值为0.5~0.6V。经由光照在界面层产生的电子-空穴对越多,电流越大。界面层接纳的光能越多,界面层即电池面积越大,在太阳能电池中形成的电流也越大。
太阳能发电有什么优势太阳能发电被称为最理想太阳能发电的新能源。太阳能发电无枯竭危险;安全可靠太阳能发电,无噪声太阳能发电,无污染排放外太阳能发电,绝对干净(无公害);不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;能源质量高;使用者从感情上容易接受;建设周期短,获取能源花费的时间短。
太阳能发电
1.光—热——动—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—动再转换成电最终转换过程,与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍。
太阳能发电
2.光—电直接转换方式该方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。
当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵太阳能发电了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电相比,太阳能电池不会引起环境污染。
太阳能发电
通过以上介绍,相信大家都已经比较了解了我们的太阳能发电的基本原理了,在我们讲求环保的今天,我们的太阳能发电成为了一种非常受欢迎的发电方式,但是因为一些技术的原因还没有办法大规模的推广,但是相信以后肯定会成为非常广泛的一种发电方式。
上海LONTOON琅图科技有限公司研发,生产的太阳能光伏电缆标的PV1-F,这是什么?
春秋季节。根据查询相关公开信息显示,春秋季节光伏电站的发电效率最高,这个时候温度适宜,空气云层稀薄,能见度高,阳光穿透力强,而且雨水少。光伏电站,是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系,与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。
神舟十二号的电力系统主要构成:太阳电池翼+储能电池
上海LONTOON琅图科技有限公司研发,生产的太阳能光伏电缆PV1-F光伏电缆是一种用于太阳能光伏组件于系统上的特种线缆,其有耐气候,耐高温,耐摩擦等特征.并具有超长的使用寿命,优质的无氧镀锡铜导体保证了优越的导电效果,经高能电子加速器辐射交联后的高性能绝缘材料和护套材料起着可靠的绝缘性能和机械性能。
隔爆双金属温度计
上海LONTOON琅图科技有限公司研发,生产的太阳能光伏电缆PV1-F光伏电缆产品特性:
PV1-F光伏电缆性能
1.
上海LONTOON琅图科技有限公司研发,生产的太阳能光伏电缆
直流电阻
成品电缆20℃时导电线芯直流电阻不大于5.09Ω/km。
2
上海LONTOON琅图科技有限公司研发,生产的太阳能光伏电缆
浸水电压试验
成品电缆(20m)在(20±5)℃水中浸入时间1h后经5min电压试验(交流6.5kV或直流15kV)不击穿。
3
上海LONTOON琅图科技有限公司研发,生产的太阳能光伏电缆
长期耐直流电压
样品长5m,放入(85±2)℃的含3%氯化钠(NaCl)的蒸馏水中(240±2)h,两端露出水面30cm。线芯与水间加直流0.9kV电压(导电线芯接正极,水接负极)。取出试样后进行浸水电压试验,试验电压为交流1kV,要求不击穿。
4
上海LONTOON琅图科技有限公司研发,生产的太阳能光伏电缆
绝缘电阻
成品电缆20℃时绝缘电阻不小于1014Ω·cm,
成品电缆90℃时绝缘电阻不小于1011Ω·cm。
P
上海LONTOON琅图科技有限公司研发,生产的太阳能光伏电缆
V1-F光伏电缆产品详情
●产品名称:光伏电缆
●型号: PV1-F
●应用标准:2 PfG 1169/08.2007
●导体材料: IEC 60228,5类绞合镀锡铜丝
●绝缘材料: 辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃
●护套材料: 辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃
●标称截面: 4mm2
●载流量: 55A
●芯数: 1
●导体结构:NO./mm 56/0.30
●近似重量:72kg/km
●导体绞合外径:2.60mm
●绝缘 标称厚度 :0.8mm
●护套 标称厚度 :0.9mm
●成品电线外径 :6.1±0.1mm
●导体电阻(20℃):≤5.09Ω/km
●试验电压 kV/min: 6.5/5 不击穿
●工作环境温度 ℃: -40~﹢90
●导体较高温度: ﹢120℃
●参考短路允许温度:200℃5S
●使用寿命:>25年( -40~﹢90℃)
●额定电压: DC:1.8kv AC U。/U: 0.6/1kv
●耐气候性: UV
●阻燃: 单根垂直燃烧(IEC60811-2-1)
●耐日光测试:HD605/A1
●成品电缆耐臭氧测试:EN50396
●烟密度:IEC61034,EN50268-2
●卤酸释放量:IEC670754-1 EN50267-2-1
5
上海LONTOON琅图科技有限公司研发,生产的太阳能光伏电缆
护套表面电阻
成品电缆护套表面电阻应不小于109Ω。
上海LONTOON琅图科技有限公司研发,生产的太阳能光伏电缆
其他性能
1. 上海LONTOON琅图光伏电缆 高温压力试验(GB/T 2951.31-2008)
温度(140±3)℃,时间240min, k=0.6,压痕深度不超过绝缘与护套总厚度的50%。并进行AC6.5kV、5min电压试验,要求不击穿。
2 上海LONTOON琅图光伏电缆 湿热试验
样品在温度90℃、相对湿度85%的环境下放置1000h,冷却至室温后与试验前相比,抗拉强度变化率≤-30%,断裂伸长率的变化率≤-30%。
3 上海LONTOON琅图光伏电缆 耐酸碱溶液试验(GB/T 2951.21-2008)
两组样品分别浸于浓度为45g/L的草酸溶液和浓度为40g/L的氢氧化钠溶液中,温度为23℃,时间168h,与浸溶液前相比,抗拉强度变化率≤±30%,断裂伸长率≥100%。
4 上海LONTOON琅图光伏电缆 相容性试验
电缆整体经7×24h,(135±2)℃老化后,绝缘老化前后抗拉强度变化率≤±30%,断裂伸长率变化率≤±30%;护套老化前后抗拉强度变化率≤-30%,断裂伸长率变化率≤±30%。
5 上海LONTOON琅图光伏电缆 低温冲击试验(GB/T 2951.14-2008中的8.5)
冷却温度-40℃,时间16h,落锤质量1000g,撞击块质量200g,下落高度100mm,表面不应有目力可见裂纹。
6 上海LONTOON琅图光伏电缆 低温弯曲试验(GB/T 2951.14-2008中的8.2)
冷却温度(-40±2)℃,时间16h,试棒直径为电缆外径的4~5倍,绕3~4圈,试验后护套表面不应有目力可见裂纹。
7 上海LONTOON琅图光伏电缆 耐臭氧试验
试样长度20cm,干燥器皿内放置16h。弯曲试验所用试棒直径为电缆外径的(2±0.1)倍,试验箱:温度(40±2)℃,相对湿度(55±5)%,臭氧浓度(200±50)×10-6%,空气流量:0.2~0.5倍试验箱容积/min。样品放置试验箱72h,试验后护套表面不应有目力可见裂纹。
8 上海LONTOON琅图光伏电缆 耐气候性/紫外线试验
每个周期:洒水18min,氙灯干燥102min,温度(65±3)℃,相对湿度65%,波长300~400nm条件下的较小功率:(60±2)W/m2。持续720h后进行室温下弯曲试验。试棒直径为电缆外径的4~5倍,试验后护套表面不应有目力可见裂纹。
9 上海LONTOON琅图光伏电缆 动态穿透试验
室温条件下,切割速度1N/s,切割试验数:4次,每次继续试验样品须向前挪动25mm,并顺时针旋转90°后进行。记录弹簧钢针与铜线接触瞬间的穿透力F,所得均值≥150·Dn1/2 N(4mm2截面Dn=2.5mm)
10 上海LONTOON琅图光伏电缆 耐凹痕
取3段样品,每段样品上相隔25mm,并旋转90°处共制作4个凹痕,凹痕深度0.05mm且与铜导线相互垂直。3段样品分别置于-15℃、室温、 85℃试验箱内3h,然后在各自相应的试验箱内卷绕于芯轴上,芯轴直径为(3±0.3)倍电缆较小外径。每个样品至少一个刻痕位于外侧。进行AC0.3kV浸水电压试验不击穿。
11 上海LONTOON琅图光伏电缆 护套热收缩试验(GB/T 2951.13-2008中的11)
样品切取长度L1=300mm,在120℃烘箱内放置1h后取出至室温冷却,重复5次这样的冷热循环,较后冷却至室温,要求样品热收缩率≤2%。
12 上海LONTOON琅图光伏电缆 垂直燃烧试验
成品电缆在(60±2)℃放置4h后,进行GB/T 18380.12-2008规定的垂直燃烧试验。
13 上海LONTOON琅图光伏电缆 卤素含量试验
PH及导电率
上海LONTOON琅图光伏电缆 样品置放:16h,温度(21~25)℃,湿度(45~55)%。试样二个,各(1000±5)mg,碎至0.1mg以下的微粒。空气流量(0.0157·D2)l·h-1±10%,燃烧舟与烧炉加热有效区边缘之间距≥300mm,燃烧舟处的温度须≥935℃,离燃烧舟300m处(顺空气流动方向)温度须≥900℃。
试验样品所产生气体通过含有450ml(PH值6.5±1.0;导电率≤0.5μS/mm)蒸馏水的气体洗瓶收集,试验周期:30min。要求:PH≥4.3;导电率≤10μS/mm。
上海LONTOON琅图光伏电缆 Cl及Br含量
样品置放:16h,温度(21~25)℃,湿度(45~55)%。试样二个,各(500~1000)mg,碎至0.1mg。
空气流量(0.0157·D2)l·h-1±10%,样品被均匀加热40min至(800±10)℃,并保持20min。
试验样品所产生气体通过含有220ml/个 0.1M氢氧化钠溶液的气体洗瓶吸取;将两个气体洗瓶的液体注入量瓶,同时应用蒸馏水清洗气体洗瓶及其附件并注入量瓶加至1000ml,冷却至室温后,用吸管将200ml被测溶液滴入量瓶中,加入浓硝酸4ml,20ml 0.1M硝酸银,3ml硝基苯,然后搅拌至白色絮状物沉积;加入40%硫酸铵水溶液及几滴硝酸溶液予以完全混合,用磁性搅拌器搅拌,加入硫氢酸铵滴定溶液。
要求:两个样品测试值的均值:HCL≤0.5%;HBr≤0.5%;
上海LONTOON琅图光伏电缆 每个样品测试值≤两个样品测试值的均值±10%。
F含量
25~30mg样品材料放入1L氧气容器中,滴2~3滴烷醇,加入5ml 0.5M氢氧化钠溶液。使样块燃尽,将残留物通过轻微的冲洗倒入50ml的量杯中。
将5ml缓冲液混合于样品溶液及冲洗液中,并达到标线。绘制校准曲线,侧得样品溶液的氟浓度,通过计算获得样品中的氟百分比含量。
要求:≤0.1%。
14 上海LONTOON琅图光伏电缆 绝缘、护套材料机械性能
老化前绝缘抗拉强度≥6.5N/mm2,断裂伸长率≥125%,护套抗拉强度≥8.0N/mm2,断裂伸长率≥125%。
经(150±2)℃、7×24h老化后,绝缘及护套老化前后抗拉强度变化率≤-30%,绝缘及护套老化前后断裂伸长率变化率≤-30%。
15 上海LONTOON琅图光伏电缆 热延伸试验
20N/cm2负重下,样品经(200±3)℃、15min的热延伸试验后,绝缘及护套伸长率的中间值应不大于100%,试件从烘箱内取出冷却后标记线间距离的增加量的中间值对试件放入烘箱前该距离的百分比应不大于25%。
16 上海LONTOON琅图光伏电缆 热寿命
根据EN 60216-1、EN60216-2阿列纽斯曲线进行,温度指数为120℃。时间5000h。绝缘及护套断裂伸长率保留率:≥50%。之后进行室温下弯曲试验。试棒直径为电缆外径的2倍,试验后护套表面不应有目力可见裂纹。要求寿命:25年。
就上海LONTOON琅图光伏电缆 光伏应用而言,户外使用的材料应根据紫外线、臭氧、剧烈温度变化和化学侵蚀情况而定。在该种环境应力下使用低档材料,将导致电缆护套易碎,甚至会分解电缆绝缘层。所有这些情况都会直接增加电缆系统损失,同时发生电缆短路的风险也会增大,从中长期看,发生火灾或人员伤害的可能性也更高。.
上海LONTOON琅图研发生产的光伏电缆太阳能电缆是一种电子束交叉链接电缆,额定温度为120°C,在所属设备中可抵御恶劣气候环境和经受机械冲击。根据国际标准IEC216,上海LONTOON琅图研发生产的光伏电缆,在户外环境下,其使用寿命是橡胶电缆的8倍,是PVC电缆的32倍。这些电缆和部件不仅具有较好的耐风雨性、耐紫外线和臭氧侵蚀性,而且能承受更大范围的的温度变化(例如:从–40°C至125°C)。.
为应对高温导致的潜在危险,制造商倾向于使用双层绝缘橡胶护套电缆。但此类电缆的标准版本仅允许用于较高工作温度为60°C的环境下。而在欧洲,屋顶上即可测得出的温度值却高达100°C。.
上海LONTOON琅图研发生产的光伏电缆 太阳能电缆的额定温度为120°C(可使用20000小时)。这一额定值相当于在90°C的持续温度条件下可使用18年;而当温度低于90°C时,其使用寿命更长。通常,要求太阳能设备的使用寿命应达到20至30年以上。.
基于上述种种原因,在太阳能系统中使用专用太阳能电缆和部件是非常有必要的。.
抗机械载荷.
实际上,上海LONTOON琅图研发生产的光伏电缆 在安装和维护期间,电缆可在屋顶结构的锐边上布线,同时电缆须承受压力、弯折、张力、交叉拉伸载荷及强力冲击。如果电缆护套强度不够,则电缆绝缘层将会受到严重损坏,从而影响整个电缆的使用寿命,或者导致短路、火灾和人员伤害危险等问题的出现。.
经辐射交叉链接的材料,具备较高的机械强度。交叉链接工艺改变了聚合物的化学结构,可熔性热塑材料转换为非可熔性弹性体材料,交叉链接辐射显著改善了电缆绝缘材料的热学特性、机械特性和化学特性。.
上海LONTOON琅图研发生产的光伏电缆 PV1-F光伏电缆和普通电缆的区别
上海LONTOON琅图研发生产的光伏电缆 光伏电缆时常暴露在阳光之下,太阳能系统常常会在恶劣环境条件下使用,如高温和紫外线辐射。在欧洲,晴天时将导致太阳能系统的现场温度高达100°C。目前,我们可采用的各种材料有PVC、橡胶、TPE和高质量交叉链接材料,但遗憾的是,额定温度为90°C的橡胶电缆,还有即便是额定温度为70°C的PVC电缆也常常在户外使用,目前国家金太阳工程频频上马,有许多承建商为了节省成本,不选择太阳能系统专用电缆,而是选择普通的pvc电缆来替代光伏电缆,显然,这将大大影响系统的使用寿命.
上海LONTOON琅图研发生产的光伏电缆 PV1-F光伏电缆是由其电缆专用绝缘料和护套料决定的,我们称之为交联PE,经过辐照加速器辐照以后,电缆料的分子结构会发生改变,从而提供其个方面的性能。抗机械载荷实际上,在安装和维护期间,电缆可在屋顶结构的锐边上布线,同时电缆须承受压力、弯折、张力、交叉拉伸载荷及强力冲击。如果电缆护套强度不够,则电缆绝缘层将会受到严重损坏,从而影响整个电缆的使用寿命,或者导致短路、火灾和人员伤害危险等问题的出现。
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6月17日9时22分,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波乘坐的神舟十二号载人飞船发射升空。按计划,他们将前往空间站天和核心舱驻留三个月。
进入空间站之前,宇航员们主要待在飞船中。一般来说,载人飞船可以采用太阳能发电、核能发电、燃料电池和蓄电池等方式供电。采用哪种方式供电,要根据载人航天器的用电功率大小、在太空停留时间的长短等因素来决定。
空间太阳能电站可以用来收集、转化空间太阳能,并以无线电波的形式将电能传输到地面。该类电站的发电功率可达1-5GW,发电量与地面核电站相当。
航天员在模拟太空场景中训练。(来自:新华社)
天和核心舱舱内景。(来自:中国航天 科技 集团)
据介绍,神舟十二号的电力系统主要是由 太阳电池翼和储能电池 构成,太阳电池翼能将太阳能转化为电能供飞船使用。
公开数据显示,神舟九号飞船的功率只有1800瓦,相当于一台普通家用空调或者是一台功率高点的微波炉的功率。一天飞下来,这么一个“大家伙”的耗电量只有40多度。
空调or微波炉
天和核心舱:太阳电池翼可能和你家房子差不多大
配置豪华的天和核心舱用电量可就不小了。它的供电系统和飞船其实差不多,但“块头”要大很多,主要由以下几个部分组成:
能量来源 :太阳
发电担当 :柔性太阳电池翼
储能担当 :锂离子蓄电池
天和核心舱内部。(来自:中国航天 科技 集团)
天和核心舱配有一组发电能力为 18000 瓦 的太阳电池翼,单翼面积 67 平方 米 ,双翼面积130多平方米,可能和你家房子面积差不多大了。
太空空间站示意图。(来自:中国航天 科技 集团)
在光照区,太阳电池翼将太阳能转化为电能,供整舱使用,同时为锂离子蓄电池储存能量。在太阳无法照射的阴影区,蓄电池负责为整个舱体供电。电池采用陶瓷隔膜, 具备良好的防止内部短路性能;同时,电池组内使用阻燃材料,防止因高温引发燃烧,很安全。
这个强大的电源系统,简单来说,就是“ 太阳能发电加电储能 ”的形式,高效又清洁。
我们的征途,
是星辰大海!
航天梦,中国梦!
在不久的将来,你所用的电或可能来自国网太空电力公司。
日前,中国航天 科技 集团公司五院 科技 委主任李明研究员向《 科技 日报》表示,“经过十余年持续研究,中国在空间太阳能电站方面已经大幅缩小了与国际先进国家的水平,进入世界前列。如能保持并进一步加大研发力度, 中国有望成为世界首个建成有实用价值空间太阳能电站的国家。”
空间太阳能电站即一种用来收集、转化空间太阳能,并以无线电波的形式将电能传输到地面电网的发电系统。该类电站的发电功率可达1-5GW,发电量与地面核电站相当。
空间太阳能示意图
与地面电站相比,空间太阳能电站的太阳能电池板可以直接接触太阳光而不受大气阻隔,据日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)估算,位于太空中的太阳能电池板所接受的太阳光强度为地面上的1.4倍。 同时,空间太阳能电站可以摆脱昼夜和天气影响,实现24小时不间断供电。最关键的是,该电站不受电网限制,可以通过无线电波直接向有用电需求的地区供电。
早在1968年,美国工程师彼特·格拉斯就提出了空间太阳能电站概念。在格拉斯的设想中,人们用火箭将总面积约50平方公里的太阳能电池板阵列送入地球同步轨道,并在太空中完成组装工作。电站建成后,电池板将通过不断调整角度以确保电池板时刻面对太阳。
美国国家航空航天局(NASA)在上世纪90年代的技术基础上构想的空间太阳能发电站
在过去的50年间,包括美国、日本、俄罗斯、欧盟和中国等多个国家的研究人员一直在论证空间太阳能发电技术的可行性,并试图解决一系列建造空间太阳能电站必须面对的难题,例如,如何进行无线电波传输和接收,如何确保无线电波传输的准确性,如何使空间电站发出无线电波与地面的网格状天线保持同步。
NASA在2011年提出的空间太阳能发电站构想示意图
2008年,美国和日本两国的科研人员取得了突破,他们在夏威夷两座相距90英里的海岛上,成功实现了微波级能量的无线远距传输,这个距离相当于从太空轨道传送能量到地面所要穿透的大气层厚度。
日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)也成功完成了能量传输模拟实验,研究人员从高约200米的塔顶向地面上一个直径仅为1厘米的圆形目标发射高能量激光束,并成功击中目标。该实验的成功证实了无线电波的管理和控制是可行的。
另外,JAXA计划实现无线电波电能输送的太空测试,即用一个小卫星在地球低轨道向地面的微波接收器发送几个千瓦的能量。JAXA方面表示,希望在2021年实现100kW的传输,到2028年实现200MW传输。
JAXA用于能量传输模拟实验的高塔
随着无线电波传输与接收技术取得突破,包括轻质建材、全自动计算机系统在内的卫星技术的提升,以及太阳能电池板光电转换效率的提高,空间太阳能电站成为现实。
目前,日本政府已经发起了太阳能电站项目,由JAXA主导。按照JAXA在2014年公布的规划,日本计划耗资2万亿日元(约合210亿美元),在地球静止轨道上建造年装机规模约1GW的商业空间太阳能电站,该项目预计将在2030年完成 。
2011年,专家对于空间太阳能电站预估造价还在3000亿-10000亿美元左右。
同时,曾在JAXA任职的教授佐佐木(Suzumu Sazaki)还表示,日本计划在东京湾海港建造一个3公里长的人造岛屿。这座岛屿将布设50亿个天线,用于传输和接收来自空间太阳能电站的微波能量并将其转换成电能。
JAXA提出的空间太阳能电站构想示意图
就中国而言,自2008年起将空间太阳能电站研发工作纳入国家先期研究规划。近年来,提出了平台非聚光型、二次对称聚光型、多旋转关节以及球型能量收集阵列等空间太阳能电站方案,同时在无线能量传输等关键技术方面取得了重要的进步。
除了技术,空间太阳能电站的建设、运营还需要巨额的投资、广阔的市场以及环境、政策等因素配合,综合多方因素,各国纷纷把目光投向中国,认为中国应该在该领域发挥重要的牵引作用。 中国航天 科技 集团公司五院研究员王立曾对《 科技 日报》表示,“在航天领域,中国载人航天、深空探测、重型运载火箭、空间站等技术与国际先进水平相比,还存在较大的差距。”