央视直击！世界首个“太空取电”系统，竟在西电校园内？

说到“太阳能发电”，大家应该都不陌生，但如果把太阳能电站“建到太空”呢？这并不是科幻电影情节，我国的“逐日工程”正在让这一场景逐渐向现实靠拢。

“逐日工程”项目启动于2018年，由西安电子科技大学段宝岩院士团队领衔技术攻关，目前，其世界首个全链路全系统的空间太阳能电站地面验证系统已经顺利通过了验收。这套系统就在西电的校园内，让我们去看看“从太空取电”是如何实现的吧！

（图源：央视网）

“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。

为什么要利用微波传输至地面呢？“逐日工程”研究团队成员李勋解释道，如果通过电缆传输，所需的电缆造价很高且损耗很大，并不现实；而利用微波传输，一方面可以摆脱笨重电缆的束缚，另一方面，利用微波的大气窗口穿过大气层，造成的损耗很小。

“像是微波创造了一个能源的‘高速公路’，把能源送下来，在地面接收太阳能，整流以后送到千家万户去。”段宝岩院士说。

（图源：央视网）

了解从太空取电的过程和原理后，我们不禁要问，目前人类在地面已经有很多的太阳能发电场，为何还要去太空建造太阳能电站呢？在可预期的未来，它将会有哪些应用场景呢？

首先，建在地面上的太阳能发电站会受到黑夜、云、雨等因素的影响，每平方米太阳能电池板大约能接收136瓦的能量；而在空间中，这一数字将可以增加到10倍——1360瓦。假如再加上10倍的聚光，那么能量将会更加可观。

关于应用场景，段宝岩院士认为，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。

（图源：央视网）

那么，“空间太阳能电站”距离建成还有多远？

如果从2013年通过院士建议参与到推动中国空间太阳能电站研究工作算起，今年已是段宝岩院士团队参与这一科研攻关项目的第10个年头。段宝岩院士深知，最终实现天地之间的传输，需要几代人的接续奋斗。

他非常注重在学生中尽早发现科研好苗子，一旦发现就选入项目组锻炼、悉心培养。据统计，在“逐日工程”项目组中，80后及90后科研人员占比已经达到61%，他们在多个子系统的磨合中，已经逐渐成长为理论功底与工程水平比翼齐飞的全能型人才。

接下来，这支院士领衔的西电团队还将继续深耕相关研究工作，相信将有更多“年轻血液”加入他们的行列，从仰望“逐日工程”的西电学子，成为担当使命、铸造国家重器的西电英才。

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素材来源：央视网、西安电子科技大学官微