隔空取电！光伏行业的未来：电从天上来
发布日期：2021/4/8
近日，中国宇航学会空间太阳能电站专业委员会成立大会在北京召开，大会提名产生68名专委会委员，致力于对空间太阳能电站技术发展中面临的基础问题、共性关键技术难题集智攻关，实现学科研究和技术应用的跨越式发展。
我国对太空光伏研究布局已久，专委会的成立对我国今后建设空间光伏电站、改变传统能源传输方式、破解能源供给难题具有重大意义。
什么是空间太阳能电站？
隔空取电，能源领域的伟大变革
太空光伏发电于1968年由美国学者提出，太空电站主要由三部分组成：发电装置将太阳能转化为电能，能量转换和发射装置将电能转换成微波或激光等形式，并向地面接收系统发送波束，最后地面转换装置再将其转换为电能接入电网。
空间太阳能电站发电量超地面几十倍,被称为“能源领域的伟大变革”。
据了解，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。与地面光伏电站相比，空间光伏电站不受昼夜、天气、地区纬度等自然因素影响，对太阳能的利用率更高，发电量与地面核电站相当，功率可达1-5GW。
除此，太空光伏电站的电能通过无线方式传输，可对偏远地区、受灾地区以及重要设施等进行定向供电或移动供电。（☞☞太空光伏，这次不是为了卫星）
商业化三十年可期
我国计划在太空建设商业太阳能电站，到2050年将一个商业规模的太阳能电站送入轨道。利用空间电站向离岛和山区输送电力，造福于缺电及受灾地区，并致力于打造全球电网。
尽管技术原理、发电及转换效率已经没有多大问题，专家表示，要达到工业应用标准，对发电量要求将很高，至少是兆瓦、吉瓦量级，光伏组件也可能要用平方公里来计算。
有建议先建一台兆瓦级规模的试验系统，发射到太空开展实验。
2018年底，我国空间太阳能电站实验基地在璧山启动建设，项目总占地面积约200亩，其中核心试验区约为106亩。
根据项目规划，2019-2020年为实验基地建设期，投资2亿元建设升空试验场地、气球平台调试大厅、实验楼、铁塔等设施，并通过高度50-300米的浮空平台开展微波传能实验;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年后可开始大规模空间太阳能电站系统相关工作。
此外世界上其它国家如美国、日本、欧盟、俄罗斯和印度的航天机构也在开展此方面的研究。
赛道抢跑进行时
不同于地面电站，为后续能够向太空发送，太空电站的光伏电池要求做得非常薄、非常轻，每平方米的重量不超过200克，还要突破高效率的无线能量转换和传输技术等。
2019年底，五种不同类型的太阳能电池被送到国际空间站（ISS），作为MISSE-12的一部分，对其功率、转换效率和在恶劣太空环境中的运行能力进行测试。
2020年1月，晶科能源与上海空间电源研究所签订战略框架协议，合作开发未来空间太阳能电站所用的电池技术。致力于开发适用于空间太阳能电站、人造卫星、航天器上用的超高转换效率、超高功率密度、超高抗辐射强度、超低寿命衰减、超轻型、超耐温的太阳能电池技术。
欧空局制造出一种了超薄光伏电池，厚度约0.02毫米，具有高达32%的极限效率，这种灵活的超薄太阳能电池为执行太空任务所用光伏电池提供了最佳功率质量比。
作为一种特殊的应用场景，空间光伏电站为光伏技术提供了另外一种可能：光伏，不仅仅是地面、屋顶，不仅仅是幕墙、公路，也不仅限于共享单车和日常物品，给它一个机会，它甚至能走出地球，走向外太空
来源： 全球光伏
