全国首个!主体完工!科学城的“太空发电站”要来了!

永思渝论 2024-07-23 22:28:49

这不仅仅是全国首个,也是全世界首个!

妥妥的“黑科技”,好像离我们很远,但却近在身边。

它就是西部(重庆)科学城璧山片区无线能量传输及环境影响科学工程的重要项目,全国首个空间太阳能电站实验基地——璧山空间太阳能电站基地。

主体工程完工

6月4日,中国工程院院士、重庆大学教授杨士中视察璧山空间太阳能电站基地。璧山区委常委、区政府副区长,璧山高新区党工委书记、西部(重庆)科学城璧山片区党工委书记(兼)吴莉和璧山高新区现代工业发展促进中心副主任傅静陪同。

作为空间太阳能电站基地的首席科学家顾问,杨士中院士现场听取了项目建设进度及目前的困难汇报,并给出了相应的指导性建议。

据介绍,璧山空间太阳能电站实验基地项目已于今年3月顺利完成实验楼主体工程施工,覆盖着绿色安全网的实验大楼已然成型。

该项目是由重庆军民融合协同创新研究院作为业主单位,由璧山高新区管委会负责建设的科研类工程项目,是全世界首个空间太阳能电站综合研究基地。

该项目将重点进行空间太阳能发电站、无线微波传能以及空间信息网等技术的前期演示模拟与验证。

已入选国家发改委项目库

根据规划,璧山空间太阳能电站实验基地距璧山城区约11公里,总占地面积约200亩,其中核心实验建设区约33亩,开展空间太阳能电站关键技术研究及新技术演示验证;外围隔离区面积约为167亩,将建设璧山空间太阳能电站科普基地,种植太空育种等植物,开展科学数据观测、科普教育、航天科技成果展览、太空旅游体验等拓展项目研究。

同时,实验基地将建成国际一流、国内领先的无线能量传输大型综合实验基地,集科学试验、技术攻关、科学数据野外观测、学术交流、科普教育及新产业培育等为一体的研究基地和工程研究中心,引领空间太阳能电站新技术的跨越式发展。

根据计划,空间太阳能电站实验基地将拥有完备的科研和生活配套设施,可支持国内外多团队在基地同时开展研究。

同时,首期建成无线能量传输与测试评价平台、大功率微波电磁环境影响与作用机理平台、空间复杂环境高压电力系统研究平台以及基地技术保障系统。主要研究设施包括:综合实验大楼、百米微波实验塔、大型能量波束测量天线阵、激光实验台、空间综合环境模拟试验装置、电磁生物学效应实验平台等。

据介绍,实验基地项目已入选国家发展改革委员会项目库,已入选重庆市和成渝地区双城经济圈重大项目。

基地还将与中国宇航学会等专业学会联合共建空间太阳能电站璧山科普培训基地,并通过举办高水平培训及技术竞赛,将其打造成国际知名的空间太阳能电站技术研究中心。

什么是空间太阳能电站

什么是空间太阳能电站呢?

即在地球轨道上建立太阳能电站收集太阳能,并通过无线能量传输方式向地面提供持续电力的发电系统。其构想最早由美国格拉泽博士在1968年提出,旨在利用空间丰富的太阳能资源,从根本上解决人类对清洁能源和环境保护的需求,国际上将其称为能源领域的“曼哈顿”工程。

由于空间太阳能电站不受昼夜、天气、地区纬度等自然因素影响,其电能通过无线方式传输,延伸的无线输能、无线通信等相关技术可广泛应用于多个领域。

无线能量传输及环境影响科学工程项目效果图。

目前,每平方米太阳能电池在我国西北地区的最高发电功率约0.4千瓦,在平流层的发电功率达7千瓦-8千瓦,而在距离地球表面约3.6万公里的地球同步轨道上,发电功率可达10千瓦-14千瓦。

一旦能够攻克空间太阳能发电技术,就有望逐步解决人类社会面临的能源危机,获得取之不尽用之不竭的可持续清洁能源。因此,空间太阳能电站被称为“能源领域的伟大变革”。

具体来看,它会给传统能源传输方式、破解能源供给难题带来重大改变,延伸出的相关技术如空间太阳能应用、无线通信等,还可实现军民两用。

中国科学院院士葛昌纯曾撰文表示:“空间太阳能电站与可控核聚变电站被认为是两种最有可能的终极能源解决途径。可控核聚变目前仍处于基础科学研究有待突破的阶段,而空间太阳能电站不存在基础科学问题,虽然工程规模巨大,但相关技术经过持续研发是能够在一定时间内取得重要突破的。”

图 | 葛昌纯(来源:资料图)

卫星应用产业协会首席专家庞之浩也曾表示:“空间太阳能电站发展的核心应用目标,是为地面提供大规模商业化的电力供给。由于覆盖面积广、电力传输灵活,该技术能对偏远地区、受灾地区以及重要设施等进行定向或移动供电,为改善电力能源结构及供电方式提供创新方案,社会效益极高。”

据中国航天科技集团五院此前公开介绍,2008 年起,空间太阳能电站研发工作开始被纳入国家先期研究规划。十几年来,在空间太阳能电站方案的设计上,相关部门陆续提出了平台非聚光型、二次对称聚光型、多旋转关节、和球型能量收集阵列等。与此同时,一些关键技术比如无线能量传输等也有所进展。

动图 | 璧山“电站”效果图(来源:资料图)

可以说,在空间太阳能电站的研究上,中国已实现从 “跟跑” 到 “并跑”,是推动领域内发展的重要国际力量之一

目前的研究表明,空间太阳能电站的理想轨道应选择在地球上空3.6万公里的地球同步轨道,由于相对于地面静止、且距地球较近,控制和传输电能都相对方便很多,而且可以随时传输。

根据规划,2021-2025年将建设中小规模平流层太阳能电站并实现并网发电;2025年后开始大规模的系统相关工作。

该项目建成后,将重点进行空间太阳能发电站、无线微波传能以及空间信息网等技术的前期演示模拟与验证,个别场馆用于开展科学数据观测、科普教育、太空旅游体验等拓展项目研究,集科学试验、技术攻关、科学数据野外观测、学术交流、科普教育及新产业培育等为一体,引领空间太阳能电站新技术的跨越式发展。

届时,该基地将成为中国首个集试验、技术集成攻关、科学数据野外观测及新产业培育为一体的大型综合实验基地。

期待早日建成投用。

(素材来源:璧山区国家高新区、璧山发布等)

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永思渝论

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