近日,由西安電子科技大學(xué)段寶巖院士帶領(lǐng)的“逐日工程”研究團(tuán)隊(duì)搭建的世界首個(gè)全鏈路全系統(tǒng)的空間太陽(yáng)能電站地面驗(yàn)證系統(tǒng)順利通過(guò)專家組驗(yàn)收,比原定的技術(shù)路線節(jié)點(diǎn)提前了近三年。這一驗(yàn)證系統(tǒng)突破并驗(yàn)證了高效率聚光與光電轉(zhuǎn)換、微波轉(zhuǎn)換、微波發(fā)射與波形優(yōu)化、微波波束指向測(cè)量與控制、微波接收與整流、靈巧機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
2013年底,隨著一份題為《關(guān)于盡早啟動(dòng)我國(guó)太空發(fā)電站關(guān)鍵技術(shù)研究的建議》的院士聯(lián)名建議案獲得批復(fù),中國(guó)空間太陽(yáng)能電站研究開(kāi)始步入發(fā)展快車道。2014年,工信部、發(fā)改委、科技部等16個(gè)部委組織了來(lái)自國(guó)內(nèi)的130余位專家開(kāi)展了近一年的論證工作,論證組最終完成了《中國(guó)太空發(fā)電站發(fā)展規(guī)劃及關(guān)鍵技術(shù)體系規(guī)劃論證報(bào)告》,為我國(guó)開(kāi)展太空發(fā)電站關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)決策提供了重要指引。
與此同時(shí),西安電子科技大學(xué)段寶巖院士團(tuán)隊(duì)提出了歐米伽(OMEGA)空間太陽(yáng)能電站設(shè)計(jì)方案。這一設(shè)計(jì)方案與美國(guó)的阿爾法(ALPHA)設(shè)計(jì)方案相比,具備三個(gè)優(yōu)勢(shì):控制難度下降,散熱壓力減輕,功質(zhì)比(天上系統(tǒng)的單位質(zhì)量所產(chǎn)生的電)提高約24%。
2017年,國(guó)家成立空間太陽(yáng)能電站推進(jìn)委員會(huì)。一年后,我國(guó)首個(gè)空間太陽(yáng)能電站領(lǐng)域的省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“陜西省空間太陽(yáng)能電站系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”在西電掛牌。2018年12月,在“空間太陽(yáng)能電站系統(tǒng)項(xiàng)目”啟動(dòng)儀式暨高峰論壇上,西電空間太陽(yáng)能電站研究項(xiàng)目被命名為“逐日工程”。在順利完成了理論研究計(jì)算、室內(nèi)傳能驗(yàn)證之后,段寶巖研究團(tuán)隊(duì)拉開(kāi)了“逐日工程”空間太陽(yáng)能電站的戶外地面驗(yàn)證挑戰(zhàn)序幕。
“逐日工程”空間太陽(yáng)能電站地面驗(yàn)證系統(tǒng)在段寶巖院士示范帶動(dòng)下,經(jīng)過(guò)項(xiàng)目組幾十上百名師生精誠(chéng)協(xié)作,一點(diǎn)一滴搭建起來(lái)。近日,在經(jīng)過(guò)了深入、細(xì)致的現(xiàn)場(chǎng)考察、咨詢交流等環(huán)節(jié)后,以吳一戎院士為組長(zhǎng)、包括另外三位院士在內(nèi)的九位專家組成的評(píng)價(jià)組一致認(rèn)為:該項(xiàng)目成果總體處于國(guó)際先進(jìn)水平,其中歐米伽光機(jī)電集成設(shè)計(jì)、55米傳輸距離的微波功率無(wú)線傳輸效率、微波波束收集效率、聚光與天線等高精度結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功質(zhì)比等主要技術(shù)指標(biāo)位居國(guó)際領(lǐng)先水平。該成果對(duì)我國(guó)下一代微波功率無(wú)線傳輸技術(shù)與空間太陽(yáng)能電站理論與技術(shù)的發(fā)展具有支撐性、引領(lǐng)性,應(yīng)用前景十分廣闊。
據(jù)統(tǒng)計(jì),在“逐日工程”項(xiàng)目組中,80后及90后科研人員占比已經(jīng)達(dá)到61%,他們?cè)诙鄠€(gè)子系統(tǒng)的磨合中,已經(jīng)逐漸成長(zhǎng)為理論功底與工程水平比翼齊飛的全能型人才。接下來(lái),段寶巖院士帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì),在目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的一對(duì)一傳輸?shù)幕A(chǔ)上,又將投入到微波大功率無(wú)線傳輸一對(duì)多等方向的探索當(dāng)中。
延伸閱讀:
“逐日工程”空間太陽(yáng)能電站地面驗(yàn)證系統(tǒng)位于西安電子科技大學(xué)南校區(qū),其支撐塔為75m高的鋼結(jié)構(gòu),驗(yàn)證系統(tǒng)主要包括五大子系統(tǒng):歐米伽聚光與光電轉(zhuǎn)換、電力傳輸與管理、射頻發(fā)射天線、接收與整流天線、控制與測(cè)量。其工作原理,首先是根據(jù)太陽(yáng)高度角確定聚光鏡需要傾斜的角度,在接收到聚光鏡反射的太陽(yáng)光后,位于聚光鏡中心的光伏電池陣,將其轉(zhuǎn)化為直流電能。隨后,通過(guò)電源管理模塊,四個(gè)聚光系統(tǒng)轉(zhuǎn)換得到的電能匯聚到中間發(fā)射天線,經(jīng)過(guò)振蕩器和放大器等模塊,電能被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為微波,利用無(wú)線傳輸?shù)男问桨l(fā)射到接收天線。最后,接收天線將微波整流再次轉(zhuǎn)換成直流電,供給負(fù)載。
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素材來(lái)源:西安電子科技大學(xué)新聞網(wǎng)等