国际空间太阳能电站的技术进展
空间太阳能电站发展综述及对构建全球能源互联网的影响
空间太阳能电站发展综述及对构建全球能源互联网的影响能源和环境问题是关系到国家政治、经济和安全的重大战略问题;空间太阳能电站作为一种能够大规模稳定利用太阳能的方式,日益受到世界主要航天大国的高度关注;随着空间技术和相关技术领域的快速进步,空间太阳能电站有可能成为实现可再生能源战略储备的重要手段;一、空间太阳能电站概述空间太阳能电站SPS,也称为太空发电站,是指在空间将太阳能转化为电能,再通过无线能量传输方式传输到地面的电力系统图1,也包括直接将太阳光反射到地面、在地面进行发电的系统;图错误!未定义书签。
空间太阳能电站示意图相对于地面太阳能光伏发电,空间太阳能发电具有明显的效率优势;据中国空间技术研究院副院长、研究员李明介绍,由于太空的太阳辐射每平方米可以达到1353瓦,是地面的5倍以上,在地球同步轨道,99%的时间可以接受太阳能辐射;如果在地球同步轨道上部署宽度为1000米的太阳能电池阵环带,以转换效率100%计算,从理论上说,其1年接受的太阳能辐射,可以为地球可知开采石油储能的能量总和;随着世界能源供需矛盾和环境保护问题日益突出,国际上开展了广泛的空间太阳能电站技术的研究,目前已经提出了几十种概念方案,并且在无线能量传输等关键技术方面开展了重点研究;近年来,太阳能电池发电效率、微波转化效率以及相关的空间技术取得了很大进步,为未来空间太阳能电站的发展奠定了良好的基础;虽然空间太阳能电站没有不可逾越的技术原理问题,但作为一个非常宏大的空间系统,其发展还存在许多核心技术难题,需要开展系统的研究工作,以取得突破性进展;二、空间太阳能电站的最新进展国外发展概况空间太阳能电站的应用前景引起了国际上的广泛关注,以美国、日本等为代表的多个国家对于空间太阳能电站开展了长期的研究工作;21世纪以来,越来越多的国家、组织、企业和个人都开始关注空间太阳能这种取之不尽的巨大空间能源;1美国美国是在SPS领域投入资金最多的国家,也是研究最长的国家,推出了众多创新性的概念方案和技术,虽然未列入正式的国家发展计划,但得到了持续的关注和支持;20 世纪70 年代末,美国能源部和美国航空航天局NASA 耗资5000 万美元开展SPS 系统和关键技术研究,完成第一个详细的SPS 方案——5GW的1979 参考系统;1995 年,NASA 开始重新评估空间太阳能电站的可行性;1999 年,NASA 投资2200万美元开展了“空间太阳能发电的探索研究和技术计划SERT ”研究;该计划提出了空间太阳能电站的发展路线图,并提出了集成对称聚光系统等新概念;2007 年,美国国防部发表了“空间太阳能电站作为战略安全的机遇”中期报告,引发了新一轮的空间太阳能电站的研究热潮;2009 年,美国PG＆E 公司宣布与Solaren 公司签署了正式购买200MW SPS 电力的协议,成为世界第一个SPS 购电协议;2日本日本是第一个将SPS正式列入国家航天计划的国家,提出了正式的发展路线图图2,得到了长期持续的关注和发展;虽然投入有限,但在无线能量传输等领域处于世界先进水平;图错误!未定义书签。
火星上太阳能利用技术现状及发展趋势
火星上太阳能利用技术现状及发展趋势在人类探索宇宙的伟大征程中，火星一直是人类关注的焦点之一。
随着航天技术的发展，将太阳能利用技术应用于火星成为了现实。
本文将介绍火星上太阳能利用技术的现状，并展望未来的发展趋势。
一、火星太阳能利用技术的现状火星的能源问题一直都是人类居住和探索火星的重要挑战之一。
太阳能作为一种可再生、清洁的能源，在火星上具有巨大的潜力。
目前，火星上太阳能利用技术主要有以下几种方式。
1. 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术是目前最常见和成熟的太阳能利用技术。
在火星上，科学家和工程师利用光伏板将太阳辐射转化成电能。
这些光伏板布设在火星基地的表面，通过电缆将电能输送到火星基地的各个设备和设施中。
尽管火星上的太阳辐射强度相对地球较弱，但是通过大面积的光伏板布设和高效的电池储能技术，太阳能光伏发电技术在火星上仍然具有较高的发展潜力。
2. 太阳能热水器技术在火星基地中，居民和宇航员需要大量的热水供给。
太阳能热水器技术便成为一种经济、环保且可靠的选择。
借助太阳能集热器，火星基地可以将太阳能辐射转化为热能，用于加热水源。
这种技术不仅可以满足火星基地居民的日常用水需求，还能够减轻货运任务中的水资源负担。
二、火星太阳能利用技术的发展趋势火星上太阳能利用技术的发展正面临着许多挑战和机遇。
下面将从技术改进、资源利用和可持续发展等方面展望其未来的发展趋势。
1. 技术改进随着科学家和工程师对火星太阳能利用技术的不断研究，太阳能光伏发电技术将会迎来突破性的改进。
例如，研发更高效的太阳能电池、更轻薄的光伏板以及更强大的电能储存技术，这些改进将进一步提高太阳能系统的性能，降低系统的成本，并增强火星基地的可持续发展能力。
2. 资源利用火星的地质资源丰富，未来可以利用火星资源来促进太阳能利用技术的发展。
例如，利用火星土壤中的金属元素来制造光伏电池的材料，或者利用火星岩石中的矿物质来改善光伏板的性能。
通过充分利用火星本身的资源来推动太阳能利用技术的发展，将会更加经济高效。
太阳能开发利用的现状及发展趋势
太阳能开发利用的现状及发展趋势下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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太阳能技术的全球应用情况
太阳能技术的全球应用情况太阳能作为一种可再生能源，近年来在全球范围内得到了广泛的应用和发展。
在全球能源转型的背景下，太阳能技术具有巨大的潜力，可以为可持续发展和环境保护做出重要贡献。
本文将从不同角度分析太阳能技术的全球应用情况。
首先，太阳能技术在电力领域的应用正在迅速扩大。
许多国家和地区已经大规模建设太阳能发电厂，通过安装光伏电池板在阳光下转化光能为电能。
中国、美国、印度和德国等国家在该领域的投资和发展领先于其他国家。
例如，中国是世界上最大的太阳能光伏产能国家，同时也是全球最大的太阳能电池板出口国，其在电力领域的应用规模庞大，为国内外提供了大量的清洁能源。
其次，太阳能在住宅和商业领域的应用也逐渐增加。
许多家庭和企业安装太阳能发电系统，通过太阳能技术自给自足或将多余的电能卖回电网，实现能源的节约和环保。
例如，澳大利亚是太阳能热水器的全球领导者，几乎每个家庭都使用太阳能热水器，这大大减少了对传统能源的需求。
此外，太阳能技术在农业和水资源管理方面也发挥着重要作用。
许多农场和灌溉系统使用太阳能泵和太阳能灌溉系统，减少了对传统燃料的依赖，并提高了农业生产效率。
此外，太阳能技术还可以用于海水淡化，通过太阳能驱动的海水淡化装置将海水转化为可饮用水，解决了许多干旱地区的淡水资源短缺问题。
然而，尽管太阳能技术的应用呈现出良好的发展态势，但仍面临一些挑战。
首先，太阳能发电系统的成本仍然较高，特别是在初次投资和设备维护方面。
此外，太阳能发电受到日照条件的限制，地区差异较大，高纬度地区或多云地区的发电效率较低。
因此，如何进一步降低成本和提高效率成为太阳能技术发展的关键问题。
总的来说，太阳能技术在全球范围内得到了广泛的应用和发展。
无论是在电力领域、住宅和商业领域，还是在农业和水资源管理方面，太阳能技术都发挥着重要的作用。
尽管面临一些挑战，如高成本和日照条件的限制，但太阳能技术仍然具有巨大的潜力，可以为可持续发展和环境保护做出重要贡献。
国外空间多结太阳电池技术进展
国外空间多结太阳电池技术进展郁济敏;赵志国【摘要】报道了国外主要空间太阳电池生产公司最新产品的生产和应用情况.德国AZUR SPACE公司研发的3G30-advanced电池效率达到29.8％,已在德国科技卫星TET-1上使用.美国Emcore公司ZTJ电池批产效率为29.5％,已生产了超过300 000片电池,在多项空间项目中得到应用.美国Spectrolab公司反向生长三结太阳电池转换效率达到32％,正在开发四结的反向生长太阳电池.日本JAXA开发的薄膜双结太阳电池TF2J转换效率达到25％,通过实验可达到低轨5年和高轨10年的寿命要求.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2015(039)006【总页数】4页(P1340-1343)【关键词】空间太阳电池;技术进展;AZUR;Spectrolab;Emcore【作者】郁济敏;赵志国【作者单位】中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384;中国国防科技信息中心,北京100142【正文语种】中文【中图分类】TM914.4自1955年，Jackson首次提出多结太阳电池的概念以来，随着金属有机化合物化学气相淀积(MOCVD)技术、材料生长技术和隧穿结串联等技术的发展，己实现以砷化镓三结太阳电池(GaInP/InGaAS/Ge)为主的多结太阳电池批产。
砷化镓三结太阳电池以其较高的转换效率、材料晶格匹配易于实现和优良的可靠性等优势己经在空间飞行器上得到了广泛应用。
GaAs多结太阳电池取代硅电池用于空间地球轨道飞行已有10多年的时间了。
多结太阳电池的高转换效率，较高的减反射率和较低的温度系数使其在空间飞行器上大量使用。
除了在近地轨道卫星上使用多结太阳电池以外，多结太阳电池还用于特定条件下的空间飞行任务上，如高温高辐照条件下的Bepi Colombo水星探测行动、低温低辐照下的Laplace木星探测行动以及大气光谱移动条件下的火星探测行动等。
本文报道了国外主要空间太阳电池生产公司最新产品的生产和应用情况。
太阳能光伏技术发展现状与前景展望
太阳能光伏技术发展现状与前景展望太阳能光伏技术是近年来备受瞩目的一项能源技术。
随着人类社会的不断发展和进步，对能源的需求也越来越大。
而传统的化石能源虽然能够为人们提供源源不断的能量，但也给地球带来了严重的环境问题。
太阳能光伏技术是一种绿色、环保的能源技术，是应对能源问题的重要途径。
本文将围绕太阳能光伏技术的发展现状和未来前景展开探讨。
一、太阳能光伏技术的发展历程太阳能光伏技术起源于20世纪50年代，当时科学家们通过研究将光转化为电能的现象，开创了太阳能光伏技术的先河。
60年代末，由于石油危机的影响以及对环境保护的意识加强，太阳能光伏技术得到了迅速发展。
在此后的几十年中，太阳能光伏技术得到了不断的改进和优化，从最初的单晶硅电池逐渐发展到多晶硅电池、非晶硅电池、有机制造太阳能电池等各种形式。
二、太阳能光伏技术的现状目前，太阳能光伏技术已经从实验室阶段发展成为商业化的产业。
根据国际能源署的数据显示，2019年全球太阳能光伏输电装机容量达到了626GW。
在中国，太阳能光伏技术得到了国家政策的大力支持，成为了重点发展的新兴产业。
截至2020年，全国累计光伏发电装机容量超过200GW，占全球总容量的四分之一以上，成为全球最大的光伏市场。
三、太阳能光伏技术面临的挑战尽管太阳能光伏技术在近几年得到了迅猛的发展，但仍然面临着一些挑战。
首先，光伏电池的成本仍然较高，需要进一步降低成本，才能更好地推广应用。
其次，稳定性和可靠性方面仍然存在一些不足，需要不断优化和改进。
此外，太阳能光伏技术还面临着光照不充分、环境污染等问题。
四、未来太阳能光伏技术的发展前景对于太阳能光伏技术的未来，有人预测太阳能光伏技术将成为世界上主要的能源来源之一。
这是因为太阳能光伏技术具有广阔的发展前景。
首先，随着技术的不断进步，光伏电池的转化效率将会大幅提高，更好地满足人们对能源的需求。
其次，太阳能光伏技术具有良好的环保性质，不会对环境造成污染，并且可以减少化石能源的使用，改善环境。
太阳能光伏发电的最新技术动态
太阳能光伏发电的最新技术动态在当今能源领域，太阳能光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，正经历着快速的技术变革。
这些技术进步不仅提高了光伏发电的效率，降低了成本，还为其更广泛的应用开辟了新的途径。
首先，让我们来谈谈光伏电池材料的创新。
传统的硅基光伏电池仍然占据着市场的主导地位，但新型材料的研究和应用也在不断推进。
例如，钙钛矿太阳能电池近年来备受关注。
钙钛矿材料具有出色的光电性能，其光电转换效率提升迅速。
与硅基电池相比，钙钛矿电池的制备工艺相对简单，成本较低，有望在未来成为主流的光伏技术之一。
多结太阳能电池也是一个重要的发展方向。
通过将不同带隙的半导体材料堆叠在一起，多结电池能够更有效地利用太阳光谱，从而提高转换效率。
目前，三结甚至四结的太阳能电池已经在一些高端应用中展现出了卓越的性能。
在电池结构方面，异质结（HJT）技术逐渐崭露头角。
HJT 电池结合了晶体硅和非晶硅的优点，具有更高的开路电压和短路电流，从而提高了发电效率。
此外，背接触电池技术通过减少正面电极的遮挡，增加了电池的有效受光面积，也为提高效率做出了贡献。
除了电池本身，光伏发电系统的集成和优化也取得了显著进展。
智能光伏逆变器的出现使得电力输出更加稳定和高效。
它们能够实时监测电网状态和光伏阵列的工作情况，进行精确的功率控制和电能质量调节。
储能技术与光伏发电的结合也越来越紧密。
电池储能系统可以在阳光充足时储存多余的电能，在夜间或阴天时释放，从而提高了光伏发电的可用性和稳定性。
同时，液流电池、超级电容器等新型储能技术也在不断发展，为光伏发电的大规模应用提供了更好的支持。
在光伏组件方面，双面组件的应用逐渐增加。
双面组件不仅能够从正面吸收阳光，还可以从背面接收反射光和散射光，从而提高了组件的发电量。
此外，半片组件和叠瓦组件等技术通过优化电池片的连接方式，减少了电阻损耗，提高了组件的输出功率。
在制造工艺方面，自动化和智能化生产水平不断提高。
先进的机器人技术和在线检测系统能够确保光伏产品的质量一致性，提高生产效率，降低生产成本。
国外光伏发展现状
国外光伏发展现状
在国外，光伏发展正处于快速增长的阶段，被广泛认为是未来清洁能源发展的重要方向之一。
以下是国外光伏发展的一些现状：
1. 市场规模持续扩大：许多国家和地区推行政府政策来支持光伏发展，促使市场规模迅速增长。
从2010年到2019年，全球光伏装机容量从40GW增长到了600GW以上。
2. 高效技术的应用：国外有许多先进的光伏技术被广泛运用，例如单晶硅、多晶硅、薄膜太阳能等。
这些高效技术的应用大幅提高了光伏系统的发电效率。
3. 成本的持续下降：随着技术不断进步和市场竞争的加剧，光伏发电的成本不断下降。
特别是硅材料的生产成本大幅降低，使得光伏发电逐渐变得经济可行。
4. 多元化的应用领域：光伏发电已经应用于各个领域，例如屋顶太阳能发电、光伏农业和光伏扶贫等。
一些国家还鼓励光伏发电与储能技术相结合，提高清洁能源利用效率。
5. 国际合作与交流：国外光伏行业之间的合作与交流得到了加强。
许多国家共同研发和推广光伏技术，分享经验和最佳实践，加速了光伏产业的发展。
尽管国外光伏发展取得了显著成绩，仍然存在一些挑战和问题，例如电网接入能力、储能技术的研发等。
然而，随着技术的进
一步成熟和政策的支持，国外光伏发展有望继续保持良好的势头，为清洁能源转型做出更大的贡献。
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文章编号:1006-1630(1999)05-0051-06国际空间太阳能电站的技术进展徐传继, 李国欣(上海航天技术研究院811所,上海 200233)文 摘:综述了当前国际空间太阳能电站技术的研究进展与发展趋势。
重点介绍了空间太阳能电站系统方案新构思 太阳塔 和 太阳盘 的特点;介绍了空间太阳能电站的主要相关技术!!!无线电能传输技术、太阳能转换技术和空间运输技术等的发展趋势;最后简要介绍了月球电站的进展情况。
主题词:太阳能转换;空间太阳能电站;无线电能传输;月球电站中图分类号:T M 615 文献标识码:AREVIEW ON THE TECHNICAL DEVELOPMENT OF SPAC ESOLAR POWER S TATION IN THE WORLDXU Chuan ji, LI Guo x in(No.811I nst itute of SAST ,Shang hai 200233,China)Abstract :T he research advance and dev elo ping trend of the technologies concerning to space Solar Pow er Station(SPS)at pr esent in the world are reviewed.T he character istics of the two newest concepts !!!SunT ow er and So larDisc of SPS system are introduced emphatically.Some concer ned technolo gies of SPS as Wireless Pow er T ransmission(W PT )and space transportation technolog y and solar energy conversion technolog y are also reviewed.F inally moon power station is briefly introduced.Keywords :Space solar pow er system;W ireless power tr ansmission;Solar energy converting technique;Space t ransport technolo gy收稿日期:1999-03-10作者简介:徐传继(1966~),男,高级工程师。
0 引言70年代,美国首次论证了空间太阳能发电卫星技术可行性,并建立了5GW 的空间太阳能电站参考系统[1]。
尽管最初预计的建设成本昂贵,阻碍了其发展,但相关研究结果和空间太阳能发电稳定、洁净、可定向等优点引起了俄、日、德和法等国的广泛兴趣。
由此推动了世界范围内空间太阳能电站相关技术,包括对无线电能微波传输技术(WPT)、太阳能发电技术、空间运输和装配技术,以及遥控技术、环境技术等进行深入研究和论证。
本文综述当前国际空间太阳能电站技术的研究进展与发展趋势。
1 系统方案研究进展经过多年的研究与发展,各国在5GW 空间太阳能电站 参考系统 基础上提出的空511999年第5期上 海 航 天AEROSPAC E SHANGHAI间太阳能电站的系统方案已有很多。
目前有望在世界最先建立的空间太阳能电站是日本正在研究的太阳能发电卫星SPS 2000[2]。
该发电卫星是一演示系统,系统设计简单,尽量采用了最廉价的材料和组件,发电效率并不高,还不是最佳的实用发电系统方案。
为了重新考虑空间太阳能电站的可行性,美国宇航局于1995~1997年间,进行了两年的Fresh Look 项目研究。
在约30种系统方案中,确定了两种最有效的太阳能电站系统设想,即所谓的 太阳塔 和 太阳盘 [1]。
图1是 太阳塔 系统示意图,其特点是:图1 太阳塔 系统示意图a.采用高度模块化的聚光型能量转换装置单元;b.各单元通过充气技术独立形成,输出功率约1MW,直径(50~100)m ;c.各单元通过绳系技术形成规模中等,靠重力梯度稳定的系统;d.微波频率5.8GH z,覆盖范围∀30#;e.地面接收系统场地名义直径4km,需要一定的储能系统;f.系统最初工作轨道是太阳同步轨道,可根据需要通过空间运输系统迁移至新的轨道;g.对于250M W 的平台,初次发电的投资约80~150亿美元。
图2是 太阳盘 系统示意图,其特点是:图2 太阳盘 系统示意图a.采用模块化的环形薄膜光伏阵单元;b.各光伏单元电流汇集到盘毂,再传向发射阵;c.系统盘面持续指向太阳,相控阵定向于地球,采用旋转稳定法;d.系统工作轨道设于地球同步轨道,发电规模(2~8)GW;e.微波频率5.8GH z,覆盖范围∀5#;f.地面接收系统场地名义直径(5~6)km,不需要地面储能系统;g.系统可在低轨道通过 蜘蛛 型机器人组装完成,再迁移至同步轨道;h.对于5GW 的平台,首次发电投资(300~500)亿美元。
这两种方案的共同特点是:a.系统发电单元高度模块化,易于空间组装和规模扩大;b.系统组件可批量生产,无需新的地面测试设备,制造成本适宜;c.微波频率均为5.8GH z,突破了传统2.45GH z 的普遍选择;52上 海 航 天AEROSPACE SHANGHAI1999年第5期d.不需要特殊的地面发射设施和轨道运输系统;e.均先在低轨道装配,再迁向指定的轨道。
总之,新的空间太阳能电站系统设想均比早期的SPS参考系统改进了许多,采用了目前最先进的技术,更易于建设,成本也大大降低。
2 主要相关技术2.1 W PTWPT作为空间太阳能电站能量传输的关键技术。
其发展经历了多个阶段,发射、反射和接收技术等都得到了很大发展,直流 直流能量转换效率在1963年第一次完整WPT 技术演示时仅为15%,1975年则达到54%,目前可达70%左右[3]。
微波频率有多个选择,如2.45、5.8、35、94和245GHz等,但不同频率的微波受大气层的衰减影响不同。
过去都倾向于2.45 GH z,该频率微波受大气衰减少,相关技术比较成熟。
目前关于空间电站用无线电能传输演示试验都是2.45GHz。
近几年来,随着高频技术的发展,相关技术有了显著提高。
采用高频可大大减小WPT系统体积,从而降低了电站成本。
所以在无线电能传输技术中,采用C波段的(5.8 ~35)GHz频率等目前已作为一种攻关方向。
美国准备在国际空间站上进行这些频率的无线电能传输试验,日本、俄罗斯也对此进行了深入的研究和试验工作。
作为高频传输的最大问题是传输效率不高,发射与接收效率较低,大气衰减较大。
在整个无线电能传输系统中,电流至微波的转换效率很低,因此首先要提高微波发生器的转换效率。
其次要提高微波接收效率,目前与此相关的回旋加速波转换器、静态放大器和微波磁感应管等在功率、效率和可靠性方面都有了较大改进,有些甚至形成了一定生产规模的模块化产品。
WPT不仅局限于空间太阳能电站的发电应用,为各种飞行器如飞机、气艇、宇宙飞船及空间探测器等提供新的供能方式,还可在地面电能分配、解决边远地区供电方面发挥重要作用,因此应用前景十分广阔。
但目前,WPT所选择的频率属于工业、科学和媒体频率的范围,彼此间将会产生干扰,因此如何解决这个问题,需要有关国际组织制定相应的国际法则。
2.2 太阳能转换技术空间太阳能电站采用的太阳能转换技术主要是太阳光伏技术和太阳能热动力技术。
2.2.1 太阳光伏技术经过几十年的研究与发展,目前世界已形成200MW的太阳电池年生产能力。
除小部分应用于各种卫星、空间飞行器外,大部分用于各种地面光伏电站、太阳能汽车、游艇及精密仪器等。
但作为空间太阳能电站应用,光伏电池的需求量是很大的。
为了实现空间太阳能电站高效、价廉、使用寿命长的目标,太阳电池的发展目标希望达到五个方面的要求,即效率高,质量轻,抗辐射能力强,价格便宜,有大批量单片生产和光伏阵装配能力。
而在目前所开发出来的各种太阳电池中,还没有一种能完全满足上述要求。
作为空间大面积用光伏电池现在有三种选择[4]。
a.传统的平面阵电池 过去主要用单晶硅太阳电池,现在一些空间应用中已采用效率高一些的砷化镓太阳电池。
效率更高一些的两结、三结电池和具有高抗辐射能力的磷化铟电池材料目前正在研制发展中。
b.聚光型太阳电池 它利用镜面或光栅聚光,将光线聚焦于面积小但具有相当高效率太阳能电池(如多结太阳电池)上。
这种方法达到的效率目前最高,同时光伏阵面积大531999年第5期徐传继等:国际空间太阳能电站的技术进展大减小,但成本很高。
美国1998年发射的 深空1号 采用了GaInP/GaAs 高效双结聚光电池,效率可达19%。
在此基础上发展的更先进的第二批电池将进一步降低成本,且易安装,组装测试更简单。
c.采用薄膜型集成连结的太阳电池 这种方法可大大降低质量和成本,并具有较高的抗辐射能力,缺点是目前效率还不高。
薄膜型太阳电池早已在地面得到应用,只是未在空间使用过。
日本SPS-2000将采用市场上可购到的非晶硅薄膜电池,效率约10%,而且已对此进行了一些环境冲击试验,结果比较满意。
现在更先进的多结非晶硅薄膜电池正在研制中。
美国宇航局将在Clark 星上进行可塑非晶硅电池板的演示试验,其地面测试效率约为12.0%。
另外,最好的Cu In/GaSe (CIGS)薄膜电池效率可望达到12.9%。
现在已有多个相关技术合作研究项目,但尚未进行空间条件下的测试和应用。
综上所述,各种太阳电池都有一定的优、缺点。
作为空间太阳能电站的选择,需要综合考虑,目标是要达到最佳经济效益。
从目前的选择看,薄膜型电池由于质量轻,价格低,抗辐射能力强,可塑性好,便于安装与批量生产,因而应用前景较广,但在效率上需进一步提高。
2.2.2 太阳能热动力技术太阳能热动力技术是通过镜面聚焦加热工质,进行封闭式热循环推动热机,从而带动发电机发电。
美国、俄罗斯和乌克兰等对此研究较为深入,特别对月球太阳能电站采用热动力发电,从发电系统的设计到场地的确定都提出了许多设想。
美国宇航局刘易斯中心已对30kW 全尺寸布雷顿循环太阳热动力样机进行了测试,系统能量转换效率为17%,但质量比功率很小,仅4.2W/kg 。
太阳能热动力技术的最大优点在于体积比功率大,结构紧凑,使用寿命长,转换效率较高,热循环技术的发展已相当成熟。
最大的缺点是质量比功率小,上述30kW 机组总质量达7220t,其中热辐射器单一组件就占40%。
2.3 空间基础结构与装配技术为了保证采能元件、输能及控制装置和电能传输的稳定,需要一个强度、刚度都较高的空间电站基础结构。