“逐日工程”太空太阳能电站-地面验证系统通过验收

[“逐日工程”太阳能电站地面验证系统通过验收 未来将用于卫星和各类航空航天器无线供电]2022年6月5日，从西安电子科技大学段宝岩院士带领的“逐日工程”研究团队传来好消息，世界首个全链路全系统的空间太阳能电站地面验证系统顺利通过专家组验收。这一验证系统突破并验证了高效率聚光与光电转换、微波转换、微波发射与波形优化、微波波束指向测量与控制、微波接收与整流、灵巧机械结构设计等多项关键技术。
“逐日工程”空间太阳能电站地面验证系统位于西电南校区，其支撑塔为75m高的钢结构，验证系统主要包括五大子系统：欧米伽聚光与光电转换、电力传输与管理、射频发射天线、接收与整流天线、控制与测量。
其工作原理，首先是根据太阳高度角确定聚光镜需要倾斜的角度，在接收到聚光镜反射的太阳光后，位于聚光镜中心的光伏电池阵，将其转化为直流电能。随后，通过电源管理模块，四个聚光系统转换得到的电能汇聚到中间发射天线，经过振荡器和放大器等模块，电能被进一步转化为微波，利用无线传输的形式发射到接收天线。最后，接收天线将微波整流再次转换成直流电，供给负载。该项目成果总体处于国际先进水平，其中欧米伽光机电集成设计、55米传输距离的微波功率无线传输效率、微波波束收集效率、聚光与天线等高精度结构系统功质比等主要技术指标位居国际领先水平。该成果对我国下一代微波功率无线传输技术与空间太阳能电站理论与技术的发展具有支撑性、引领性，应用前景十分广阔。

最先享受到空间太阳能电站事业红利的对象分为两大类：
首先是太空运转的各类航空器以及地面运转的移动设备。段宝岩设想，空间太阳能电站未来可以成为轨道中的“太空充电桩”。他指出，目前中小卫星需要携带庞大的太阳帆板进行充电，但其效率低，因为当卫星运行到地球阴影区时便无法充电。如果有了“太空充电桩”，卫星则不再需要庞大的太阳帆板，只需一付可收展的接收天线，就像加油站一样。
此外，一旦地面无线充电桩的构想获得突破，其在民用及军用两大领域都有着广阔的现实价值。比如，其能在边远地区供电、救灾、突发事件无线供电以及降低恶劣气候(台风强度、走向等)影响方面大展身手。再比如，其可直接应用于对军用卫星、空间武器、大型舰船、地面军事设施的无线供电，特别是在军用应急雷达、平流层飞行器、无人机群等无线供电方面具有令人激动的应用前景，可确保持续、灵活、可靠、实时的能源供应，保障军事力量的有效性和国家安全。
(来源:西安电子科技大学)