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助力構(gòu)建“空間太陽能航母” 重慶這個研究院啟動世界性難題攻關(guān)

2023-02-14 07:59:39 太陽能發(fā)電網(wǎng)
近日,記者從入駐兩江協(xié)同創(chuàng)新區(qū)的長春理工大學(xué)重慶研究院獲悉,“激光無線傳能基地”正式落地該院,將圍繞空間太陽能電站激光遠(yuǎn)程傳能技術(shù),推動構(gòu)建“空間太陽能航母”等進(jìn)行科研攻關(guān)。目前,“基地”已著手開展激光傳能無線傳輸實(shí)驗(yàn),為空間太陽能電站研究提供地面模擬驗(yàn)證。 太陽能發(fā)電是一種能量轉(zhuǎn)換效率極高的清潔發(fā)電方式
近日,記者從入駐兩江協(xié)同創(chuàng)新區(qū)的長春理工大學(xué)重慶研究院獲悉,“激光無線傳能基地”正式落地該院,將圍繞空間太陽能電站激光遠(yuǎn)程傳能技術(shù),推動構(gòu)建“空間太陽能航母”等進(jìn)行科研攻關(guān)。目前,“基地”已著手開展激光傳能無線傳輸實(shí)驗(yàn),為空間太陽能電站研究提供地面模擬驗(yàn)證。


太陽能發(fā)電是一種能量轉(zhuǎn)換效率極高的清潔發(fā)電方式,但受大氣層等影響,照射到地球表面的太陽光,一般只有大氣層外的70%左右。如果在地球大氣層外的太空中建造發(fā)電站,發(fā)電效率將大幅提高,而且不會受到地球表面晝夜交替、天氣情況和地球緯度等影響。

我國在2011年正式提出了空間太陽能電站發(fā)展“路線圖”,大概設(shè)想是,將巨大的太陽能電池陣放置在地球軌道上,組成空間太陽能電站。這是實(shí)現(xiàn)太陽能大規(guī)模穩(wěn)定利用的重要方式,也將成為解決未來能源和環(huán)境問題的主要戰(zhàn)略選擇之一。不過,空間太陽能電站建設(shè)一直面臨著一個世界性的難題,即無線能量傳輸技術(shù),大功率、遠(yuǎn)距離無線傳能技術(shù)的突破是一個必須跨越的難關(guān)。

研究院相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹,遠(yuǎn)程無線傳能主要有微波傳能和激光傳能兩種模式。微波傳能,波束聚集困難,對于飛行器而言,接收天線面積和重量受限,嚴(yán)重制約了微波能的有效接收;同時,大功率微波,難免產(chǎn)生電磁干擾,系統(tǒng)的電磁兼容面臨新的挑戰(zhàn)。而激光傳能,具有很小的束散角,方向性好,能量集中,接收激光光伏電池的面積和重量,容易滿足飛行器輕質(zhì)、高效的需求。

另外,隨著無人機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用的日益廣泛,延長無人機(jī)續(xù)航時間以滿足特殊場合的任務(wù)需求,飛行中的無線遠(yuǎn)程充電技術(shù)也是未來空間能源技術(shù)的重要發(fā)展方向。

對于空間太陽能電站遠(yuǎn)程無線傳能的問題,長春理工大學(xué)重慶研究院主張通過激光器將太陽能轉(zhuǎn)化為光能,傳回地面收集站,地面收集站通過探測器,接收到光能,繼而將其轉(zhuǎn)化成電能向外輸出,為人類提供巨大的清潔能源儲備。

目前,該院正推動開展大功率激光遠(yuǎn)程充電、激光發(fā)收系統(tǒng)的高精度激光波束跟蹤和目標(biāo)定位等研究,力爭突破發(fā)收激光波束匹配、低反射非均勻接收激光光伏電池陣組陣、光伏電池陣散熱發(fā)電等技術(shù)瓶頸,先期完成面向飛行器應(yīng)用的激光多波束跟蹤充電系統(tǒng)搭建。

研究院相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人表示,上述研究,對發(fā)展空間太陽能電站激光遠(yuǎn)程傳能關(guān)鍵技術(shù),構(gòu)建“空間太陽能航母”及開展飛行器充電應(yīng)用研究都具有重要意義。

長春理工大學(xué)重慶研究研于去年成立了“空間光電技術(shù)國家地方聯(lián)合研究工程中心重慶研究院分中心”,推動開展空間激光通信與無線傳能科學(xué)裝置建設(shè)工作,同時組建了教育部深空探測聯(lián)合中心長春理工大學(xué)分中心(激光通訊與無線傳能),“空間激光通訊與無線傳能”團(tuán)隊(duì)針對無人車激光通訊與傳能技術(shù)開發(fā)與重慶某科技公司達(dá)成深度合作協(xié)議。

下一步,該院將重點(diǎn)圍繞空間光通訊、高端裝備制造、精準(zhǔn)數(shù)字醫(yī)療、系統(tǒng)芯片、激光技術(shù)及應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備,積極開展產(chǎn)業(yè)化工作,努力形成一批高新技術(shù)產(chǎn)品,孵化一批高新技術(shù)企業(yè),構(gòu)建成果孵化體系,打造共享科技成果孵化器。


作者:佘振芳 來源:華龍網(wǎng) 責(zé)任編輯:jianping

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