太阳能论文 - 豆丁网要：空间太阳能电站(SPS)概念受到了国际的广泛关注，美国和日本都已制定了争取在2030年左右实现商业化运行的发展路线图，并且在概念和技术层面开展了大量的研究工作。本文简要介绍了空间太阳能电站发展的概况、空间太阳能电站系统方案、空间太阳能电站的关键技术等，进而总结出空间太阳能电站对于未来的能源发展具有重要意义。关键词：太阳能空间电站空间太阳能电站系统方案可持续发展引言空间太阳能电站作为一种很有前景的可再生能源系统概念得到各发达国家的广泛关注，并且空间太阳能电站相对于地面太阳能电站有很大优势，主要体现在不受昼夜和天气的影响，可以连续工作，太阳能利用效率高，对于太阳定向装置和能量存储装置要求低，而且地面天线对于环境的影响较小。但过于昂贵的运输成本使空间太阳能电站的发展受到严重影响，真正建设空问太阳能电站的实质性项目几经波折，进展还十分缓慢。从上世纪90年代以来，随着世界能源供需矛盾和环境保护问题日益突出，以美国和日本为主的发达国家已经投入巨资和人员开展广泛的空间太阳能电站技术研究。当今世界环境问题日益严重，未来能源的庞大需求，需要一种持久洁净能源，空问太阳能电站则是理想的选择。一、空间太阳能电站发展概述空间太阳能电站概念空间太阳能电站(SPS)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。空间太阳能电站主要由三大部分组成：太阳能发电装置、能量转换和发射装置、地面接收和转换装置2．空间太阳能电站发展现状1968年美国科学家彼得格托赛首先提出了建造空间人阳能空间站的构想。其基木思路是：将无比巨大的太阳能电池阵放置在地球轨道上，组成太阳能发电站。将取之不尽，用之不竭的太阳能转化成数千兆瓦级的电能．然后再将电能转化成微波能．并利用微波或无线月召开的联合国第三次和平探索与利用外层空间会议．鼓励世界各组织进一步研究空间太阳能发电的技术与经济可行性。国际无线年建立了一个空间太阳能电站跨委员会工作组，于2005年底发表了空间太阳能电站》，重点从无线传输的角度对空问太阳能电站的可行性和可能造成的影响进行了评估。决议认为：空间太阳能电站可以满足世界的能源需求而不产生明显的负面环境影响。2010月底，美国国家航天学会组织召开2010年ISDC会议，主题为空间太阳能电站，世界范围内包括美国、日本、欧洲、印度)多位专家参加会议时国际大学生空间太阳能电站设计竞赛活动发布。近10多年来，空间太阳能电站关键技术有了很大的进步。从世界发展趋势预测，至2020年世界上将建造规模不同的试验验证空间电站。在取得经验后，估计2030年空间电力产业将进入商业化阶段。美国、日本等国将处于世界领先地位。而至2050年空间太阳能电站提供的电力将占全球的20％以上二、空间太阳能电站技术的进展1、空间太阳能电站系统方案目前，世界上已经出台了多个典型的空间太阳能电站方案主要有：1.1、1979SPS基准系统1979年美国提出第一个空间太阳能电站概念，名为“1979SPS基准系统”。它以仝美国一半的发电量为目标进行设计。其设计方案为在地球静止轨道上布置60个发电能力各为1.2、集成对称聚光系统NASA20世纪年代末的SERT研究计划中提出新一代的名为“集成对称聚光系统”的设计方案。采用了薄膜聚光设计，薄膜聚光采用0.5厚的kapton膜，表面太阳光反射率达到0.9，聚光膜到光伏电池的集光率为4.25。设计将聚光太阳阵与微波发射天线布置在很近的位置可以大大减小空间电力传输系统的体积和质量。1.3、分布式绳系卫星系统为减小单个模块的复杂性和重量，日本提出了分布式绳系卫星的概念。其基本单元由尺寸为10095米的单元板和卫星平台组成，单元板和卫星平台间采用四根2米的绳系悬挂在一起。单元极板为太阳能电池星空体育app下载、微波转换装置和发射天线组成的夹层结构板，共包含3800个模块。每个单元板的总重约为42.5吨，微波能量传输功率为2.1兆瓦。由2块子板组成整个系统。该设计方案的模块化设计思想非常清晰，有利于系统的组装、维护。但系统的质量仍显巨大，特别是利用效率较低。1.4、太阳帆塔欧洲在1998年开展了“空间及探索利用的系统概念、结构和技术研究”计划，出了太阳帆塔概念。该方案设计基础是基于美国提出的太阳塔概念，但采用了许多新技术，主要是采用了可展开的轻型结构——太阳帆，可以大大降低系统的总重量、减小系统的装配难度。每一块太阳帆电池阵为一个模块，尺寸为发射人轨后自动展开，在低地轨道进行系统组装，再通过电推力器运往地球同步轨道。该方案采用梯度稳定方式实现发射天线对地球定向，所以太阳帆板无法实现持续对日定向。2、空间太阳能电站的关键技术2.1、空间运输技术仅适合建立很小的空间太阳能电站技术演示系统。为了降低空间运输成本并保持航天运载优势，美国、日本、欧空局、英国等在发展可重复使用火箭的基础上近期又提出了高度可重复使用的空间运输系统。可重复使用火箭的发展将使空间太阳能电站真正成为有价格竞争力的新能源，给空间太阳能电站的线、太阳能发电技术利用太阳能发电有多种方式,如光电直接转换——太阳能光优电池阵发电(PV)、太阳能热动力发电(SD)、太阳能热离子发电和太阳能磁流体发电等。后两种发电方式正处于研究发展之中,技术上还不够成熟。迄今为止航天器上大多数采用太阳能光伏电池与化学蓄电池的组合供电方式,技术成熟,应用经验丰富。但随着航天活动的扩展,对电能的需求越来越大，由美国、俄罗斯、欧洲、日本和加拿大共同建造的国际阿尔法空间站需要的电能将达110kW。目前，为了能满足电能需求,又可以大幅度降低运行成本采用太阳能热动力发电系统是一个很好的选择。太阳能热动力发电系统具有能量转换效率高、质量和迎风面积小的优点,而且可以很容易地扩充至兆瓦级2.3、无线能量传输技术无线电能传输技术作为空间太阳能电站的关键技术之一，首先得到广泛的深入研究，世界多个国家已对此进行了大量演示论证试验并取得显著的成绩，在地面能量传输方面也将发挥重要作用与过去相比，目前磁控管和固态微波发生器技术得到了较大程度的提高。目前无线能量传输技术研究的重点是大功率、高效率、长寿命的能量转化器件技术，这对于降低系统的质量、减小热控等的复杂性都非常重要。三、发展空间太阳能电站对我国可持续发展具有重大的战略意义中国经济快速增长，同时能源消耗快速增长，能源消耗总量接近世界第一。能源问题已经成为制约经济社会发展的“瓶颈”所在。发展空间太阳能电站技术。对于我国的长远发展意义非凡。1、空间太阳能电站是一种重要的可再生能源。为满足我国可持续发展的能源需求，必须开发大规模清洁能源的利用方式。2、空间太阳能电站具有重要的战略价值。我国目前正在步人经济快速发展时期,能源和环境问题正在成为制约我国经济发慈展和最严重的威胁3、空间太阳能电站具有广泛的用途空间太阳能电站不仅是一种重要的大规模可再生能源供给方式，也具有非常广泛的用途 [10] 4、空间太阳能电站对航天领域可持续发展具有重要意义。空间太阳能电站是带动未来航天产业持续发展的一个很好的候选途径。 四、总结 尽管空间太阳能电站的益处多多，但开发与应用不仅技术实现难度大，耗资也相当巨大， 故实现起来困难重重。笔者认为从长远利益考虑，研究与开发空间太阳能电站势在必行。而 地域间多国签订协议，分别出资共同开发，实现利益共享，是快、好、省发展太阳能电站的 最佳途径。 参考文献： 国际空间太阳能电站的发展现状[J].电源技术，1998，（22）. 持续发展呼唤空间太阳能电站[J].太空探索，2010，（10）. 国际空间太阳能电站发展现状[J].太阳能学报，2009，（30）. 远在天边热在当前 —未来的空问太阳能电站[J].太空探索，2009，（12）. 国外空间太阳能热动力发电系统发展及建议[J].太阳能学报，2003， （24）. 空间站太阳能热动力发电系统研究进展[J].中国空间科学技术， 2002,（6）. 空间太阳能发电技术的研究进展[J].新能源，2000，（22）. 范斌，紫晓.中国科学家提出空间太阳能电站发展技术“路线图”（下）[J].中国航天，2011（1）.[10] 日本空间太阳能利用系统的研发现状和发展趋势[J].卫星应用，2010，（2） spacesolar power plant technology GUO Li-ning Abstract:The space power system (SPS) concept has been received widespread attention UnitedStates Japanhave been developed commerciallyrun about2030 development roadmap, carriedout extensive research work articlebriefly describes spacesolar power plants, space solar power system plan, keyspace solar power technology, summedup spacepower system importantsignificance futureenergy development Key words: Solar Space station Space solar power system plan Sustainable Development

　　2023年合肥南谯区城乡规划建设和城市管理局执法支队招考《职业能力测验》历年真题（答案详解版）