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发帖数: 3150 | 1 发信人: thinknet (我是云), 信区: Military
标 题: 中国专家提出太空太阳能电站路线图
发信站: BBS 未名空间站 (Tue Jul 12 09:50:14 2011, 美东)
能量转换装置将电能转换成微波或激光等形式(激光也可以直接通过太阳能转化)，并利
用天线向地面发送能束。有资料称，从理论上说，在阳光充足的地球静止轨道上，每平
方米太阳能能产生1336瓦热量，如果在地球静止轨道上部署一条宽度为1000米的太阳能
电池阵环带，假定其转换效率为100%，那么，它在一年中接收到的太阳辐射通量差不多
等于目前地球上已知可开采石油储量所包含的能量总和。
地面接收系统接收空间太阳能电站发射来的能束，再通过转换装置将其转换成为电能。
整个过程经历了太阳能-电能-微波(激光)-电能的能量转变过程。空间太阳能电站的建
造和运行过程还需要包括大型的运载系统，空间运输系统，及复杂的后勤保障系统。
我国空间太阳能电站发展“四步走”设想
目前，国内空间太阳能电站研究还处于刚刚起步的阶段。在中国空间技术研究院主办的
空间太阳能电站发展技术全国研讨会上，与会专家提出了我国空间太阳能电站发展“路
线图”。概括起来主要分为四个发展阶段：
第一阶段：2011年-2020年
充分分析空间太阳能电站的应用需求，开展空间太阳能电站系统方案详细设计和关键技
术研究，进行关键技术验证。
重点验证无线能量传输技术、高效大功率太阳能发电技术、大型结构的展开组装技术和
高压供配电系统，主要有地面大功率无线能量传输试验、地面大型结构展开及装配技术
试验、地面对平流层飞艇无线能量传输试验、依托空间站的大型结构展开及装配技术试
验等。
第二阶段：2021年-2025年
利用我国的空间站平台，在航天员参与下，进行我国第一个低轨道空间太阳能电站系统
研制，在2025年开展系统验证。重点验证大型结构的空间展开及装配，大型空间聚光系
统及其控制，大功率电源管理系统，大型结构的姿态控制技术，无线能量传输技术(激
光、微波)，空间太阳能电站的运行维护管理等。
第三阶段：2026年-2040年
在低轨关键技术验证的基础上，进一步研究经济上和技术上更为可行的空间太阳能电站
系统方案和关键技术，突破轨道间大功率电推进技术，研制地球同步轨道验证系统，大
约在2030年左右发射，进行空间-地面、空间-空间无线能量传输，开展系统验证，为商
业系统的研制提供重要的运行参数。系统运行寿命10年。初步考虑该系统在低轨进行自
主空间组装，并利用空间站和航天员进行部分组装工作，并解决空间装配中出现的问题
，组装测试完毕后，整体运送到地球同步轨道。
第四阶段：2036年-2050年
结合验证系统的运行状况，结合技术发展，研制我国第一个商业化空间太阳能电站系统
，实现空间太阳能电站商业运行，运行寿命30年以上。
空间太阳能电站面临的巨大挑战
目前建设空间太阳能电站首先是技术难题。空间太阳能电站是一个巨大的工程，对于现
有的航天器技术提出了很大挑战：规模大，质量达到万吨以上，比目前的卫星高出4个
数量级，需要采用新材料和新型运载技术；面积达到数平方公里以上，比目前的卫星高
出6个数量级，需要采用特殊的结构、空间组装和姿态控制技术；功率大，发电功率为
吉瓦，比目前的卫星高出6个数量级，需要特别的电源管理和热控技术；寿命长，至少
达到30年以上，比目前的卫星高出一倍以上，需要新材料和在轨维护技术；效率高，需
要先进的空间太阳能转化技术和微波转化传输技术。
其次是成本问题。有专家估算，建设一个天基太阳能发电站需要耗资3000亿至10000亿
美元。因此，成本问题可能是制约空间太阳能电站发展的主要因素。在新概念、新技术
和大规模商业化之前，收入难以补偿整个系统的建造和运行成本。
再次是环境影响。虽然空间太阳能电站功率很大，但由于微波能量传输距离远(36000公
里)，根据微波能量传输特性，实际接收天线的能量密度比较低。
最后是运行问题。空间太阳能电站运行中还有许多问题，其中包括需采取相应措施对波
束进行安全控制问题、对于飞行器的影响、空间碎片可能对空间太阳能电站造成局部损
害、易攻击性、可能成为空间垃圾等。此外，还有轨道和频率、产能、发射能力等问题。 |
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