再议空间太阳能 2030年后或实现商业化

来源:发布时间:2012-12-19 14:46:59

2011年5月30日本报刊登的《空间太阳能:未来新能源》一文,向读者展现了日本福岛核事故之后的全球清洁能源的新视野。2011年7月18日,本报发表的《空间太阳能再回公众视野》向读者介绍了日本、美国等国家的空间太阳能发电计划进展情况。在日前举行的中国能源环境高峰论坛上,中国科学院葛昌纯、姚建铨、余梦伦、王希季、闵桂荣、何祚庥等院士及美国空间技术协会会长马克·霍普金斯、欧洲空间能源集团首席技术官徐枫、美国国家空间协会理事大卫·邓禄普等对我国空间太阳能发电计划的现状、关键技术和国际合作等做出探讨。

  2030年后或实现商业化

葛昌纯:作为一劳永逸地解决人类能源危机的终极能源,人们公认的只有两个:其一,是在地面上建立核聚变发电站;其二,是在空间建立太阳能发电站。特别是当建立核聚变发电站能否在50年内实现核聚变能发电商业化尚存在着争论的情况下,空间太阳能在技术上有可能在20-30年内实现商业化的预测对人们有巨大的吸引力。

早在上世纪九十年代,刘振兴院士、徐建中院士、李国欣教授就先后提出了开展空间太阳能的研究建议,我在本世纪初提出了“发展空间太阳能发电及关键材料研究”的建议。我国的空间太阳能发电及其关键材料的研究早在项目批准以前就开始,但至今未被列为国家重大项目,国家投入不多,进展不快,和空间太阳能发电研究发达的国家之间的差距正在拉大。

马克·霍布金斯:成功的空间太阳能计划必须能够以低廉的价格提供大部分地球所需要的电力。第一个或者是第一批能够达成这个目标的的国家,有机会将太阳系里几乎所有能源为其国家经济服务。太阳系的大部分能源与原料都在太空,而不是在地球上。从长远看来,能够控制这些资源的国家将会控制绝大部分的人类经济活动,将会在经济上和军事上统治地球。一个成功的空间太阳能计划对于国家力量平衡具有长期意义。

  可行性和技术难点

葛昌纯:空间太阳能发电系统基本上由三部分组成:太阳能发电(或收集)装置、空间微波或激光转换发射装置和地面接收转换装置。太阳能发电装置将太阳能转换为电能;空间转换装置将电能转换成微波或激光并利用天线向地面发送能束;地面接收转换系统通过天线接收空间发来的能束,将其转换成电能或化学能。整个过程是一个太阳能、电能、微波或激光、电能(化学能)的能量转变过程。在这个过程中承载能量转换的相关材料至关重要。

在太阳能电池技术基础方面,我国已经具备了太阳能电池的技术基础与空间应用能力。

在空间技术基础方面,我国在人造卫星、载人航天和深孔探测三个航天技术领域实现了新跨越,尤其是神舟载人飞船和标志深孔探测能力的嫦娥一号的发射成功。我国已经是航天大国,目前已有多种型号的长征系列运载火箭,输送的有效载荷也越来越多,已能承担国际上各种卫星的发射业务。因此,在地球同步轨道建立一个空间太阳能卫星电站已经规划和实施。


在无线电能传播技术(WPT)基础方面,WPT核心是微波与电磁场技术和激光技术,近年来我国在此领域已经取得显著成效,尤其是大功率激光发射期间和大功率微波天线方面。激光传输技术的安全性问题随着航天技术和武器技术的发展可以得到解决,微波输电对通讯、生物和人体没有大的影响和危害。

余梦伦:发展低成本重型空间运输系统是实现空间太阳发电的一个重要基础。空间太阳能发电是解决人类能源的重要途径之一,但目前地球同步轨道每公斤的发射成本高达10万元左右。根椐有关方面分析,要使空间太阳能发电具有实际应用价值,需要将地球同步轨道每公斤的发射成本降至为0.13万元左右。即要求运载器每公斤的发射成本下降2个数量级。

降低发射成本的途径有:第一,形成规模化的大批量运载器生产体系。第二,研制重复使用运载器。经分析初步确定重复使用运载器发展的技术目标为推进系统重复使用次数 100次;免维修(或少维修)的箭体防热结构;发射转周时间为 1天;发射操作人员《10人;单发运载器的地球同步轨道的运载能力》25吨。航天运输系统的研制进度设想为2015年系统方案概念设计;2020年关键技术攻关、小规模演示验证飞行试验;2030年建成试验型运载器;2040年筹建大型航天港;2050年初步建成空间太阳能发电航天运输系统。

姚建铨:发展空间太阳能发电站具有重要意义,激光传输空间能量是空间太阳能电站关键技木之一。对于这以关键技术的路线图包括太阳光的有效聚光控制、高能量利用率的新型激光材料的开发、激光器的方案选择(棒状激光器, 光纤激光器等)、激光器效率的提高、长距离传输的相干耦合、太阳能转换与无线能量传输两者结合的新技术、宇宙空间环境影响的分析及防止、系统整体重量降低等。

何祚庥:空间太阳能的经济性有待考证。光伏发电技术,已由第一代晶体硅发电技术,第二代薄膜发电技术,转向第三代“低倍聚光+高效硅基聚光电池”技术,未来可能转向第四代“高倍聚光+砷化镓聚光电池”技术。当代光伏产业必定向低倍聚光发电技术发展。

发展空间太阳能的顶层设计

葛昌纯:目前空间太阳能发电在成本上大大超过现有的发电方式,无实用价值。但通过技术进步尤其是空间运输技术的提高,可以使空间太阳能的发电成本大大降低。根据原普兰德公司的预测,到2030年,空间太阳能的发电成本可以从现在的102万元/千瓦造价降至0.6万元/千瓦,这就与目前常规发电方式相当。

大卫·邓禄普:虽然从空间获得清洁能源目标的实现,以及其要在国内国际两个市场获取商业地位,仍旧是20-30年之后的事。但是值得期望的是,美国、中国、印度、欧洲、日本、加拿大以及全世界支持空间太阳能开发的其他国家的共同努力,可以促进那些并不是空间能源发展主导力量的国家来了解这种技术的潜在好处。

下一页>  

徐枫:近年来,已经有广泛的辩论和媒体报道对替代能源、可持续发展和全球气候变化做出了一系列讨论,但是一直缺乏来自科学家和工程师的知识与观点的支撑,至少在主流媒体方面这些有充分科学依据和知识性的探讨一直匮乏。任何大规模的收集和利用太阳的能源(如利用空间太阳能)作为人类最基本的能源供应的途径,最终将促使并成为未来人类文明巨大的跨越。

王希季、闵桂荣:发展空间太阳能电站要重视安全性问题,建议首先考虑微波无线能量传输方式。我国空间太阳能的研发途径不宜跟着美国、日的道路走,发展的第一批电站不宜选择吉瓦级,宜按本世纪30年代可跨越实现的原则,在10万千瓦到50万千瓦量级之间选择。

建议应集中力量发展重型运载火箭,不宜分步,应一步到位。电站的组装和维修应走创新之路,要考虑发挥我国载人空间站系统的空间服务优势,应对以人为主、以机器人为主、全自动和航天器群编队四种方式进行深入的分析比较,选其优者。

我国空间太阳能发展建议分三步发展:第一步由国家发改委抓总进行工程大系统的论证和顶层设计,提出发展路线图和工程初始方案论证;第二步深入方案论证,并研究其试验验证工作;第三步在2030年进行整站在轨试验和验证工作。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201212/19/241476.html
责任编辑:solarstar
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
国家电投成立新能源公司来源: 企查查 发布时间:2026-04-13 08:51:17

企查查APP显示,近日,国电投翠微新能源(宁都)有限公司成立,法定代表人为许峰,注册资本为7200万元。经营范围包含风力发电技术服务,太阳能发电技术服务,温室气体排放控制技术研发,储能技术服务,智能输配电及控制设备销售,输配电及控制设备制造,充电桩销售,新兴能源技术研发等。企查查股权穿透显示,该公司由国家电力投资集团有限公司旗下国家电投集团江西电力有限公司、宁都县翠微新能源有限公司共同持股。

阿特斯扬州基地BC技改项目环评获批来源:光伏前沿 发布时间:2026-04-10 17:09:21

4月7日,扬州经济技术开发区管理委员会对扬州阿特斯太阳能电池有限公司TOPCon二代产品及BC产品升级改造项目进行环评审批批复公示。目前,扬州阿特斯太阳能电池有限公司已在扬州经济技术开发区建成年产14GW超高效太阳能电池片项目,主要生产TOPCon太阳能电池片,同时生产少量IBC太阳能电池片,项目已通过竣工环境保护验收。

美国太阳能行业面临5.3万名用工缺口 2026年大限临近来源:pv-magazine 发布时间:2026-04-09 17:01:51

《2025年美国能源与就业报告》以及IREC《全国太阳能就业普查》的分析显示,尽管该行业目前已支撑超过28万名就业岗位,但具备资格的人才供给未能跟上加速推进的项目周期。预测显示,到2026年末,为支撑60吉瓦至70吉瓦的安装目标,美国太阳能行业大约需要35.5万名工人,这意味着短期内将出现约5.3万个岗位缺口。根据2025年USEER数据,86%的太阳能雇主表示,在填补空缺岗位时存在不同程度的困难。

总投资1亿!又一光伏项目落户安徽来源:光伏产业网官微 发布时间:2026-04-07 09:22:29

近日,总投资1亿元的钙钛矿真空镀膜装备项目正式签约落户安徽省合肥市新站高新区。据悉,该项目已入驻高端光学膜生产基地,建设专业化钙钛矿真空镀膜装备生产线,重点研发制造真空蒸镀及退火设备、磁控溅射设备、原子层沉积设备等核心装备,打造从核心设备研发制造到整线设计交付的一站式产业解决方案。钙钛矿太阳能电池是全球光伏产业的前沿赛道,镀膜设备作为核心环节,价值量占比居首,直接决定产业规模化发展水平。

阳光电源成立新能源公司来源:企查查 发布时间:2026-04-07 08:45:25

近日,上海锦盛阳新能源有限公司成立,法定代表人为石红兵,注册资本100万元人民币。经营范围包括风力发电技术服务、太阳能发电技术服务、节能管理服务、合同能源管理、光伏发电设备租赁等。股东信息显示,该公司由阳光电源旗下合肥春阳新能源投资有限公司全资持股。

池州合洪新能源申请太阳能发电板支撑结构专利,更利于调整太阳能板的倾斜角度来源:金融界 发布时间:2026-04-03 09:00:17

国家知识产权局信息显示,池州合洪新能源有限公司申请一项名为“一种太阳能发电板的支撑结构”的专利,公开号CN121770448A,申请日期为2025年12月。专利摘要显示,本发明涉及太阳能板支撑支架领域,尤其涉及一种太阳能发电板的支撑结构。利用调节组件能够直接调整后立柱的整体高度,更利于调整太阳能板的倾斜角度,同时调节组件、第一辅助支撑组件和第二辅助支撑组件均能够对后立柱起到支撑定位作用。

欧盟65GW,美国45GW——Ember 2025年全球光伏统计数据出炉来源:TaiyangNews 发布时间:2026-03-31 17:01:52

全球能源智库Ember发布数据显示,2025年全球新增太阳能与风能装机容量创下814GW的历史纪录,同比增长17%。Ember表示,2025年新增的太阳能和风能容量每年可产生约1,046TWh的电力,足以替代全球超过七分之一的燃气发电。2025年全球可再生能源部署持续加速,全年新增风光总容量达814GW,高于2024年的696GW。Ember此前曾统计2025年上半年全球光伏装机为380GW,这意味着下半年另有267GW项目并网投运。从区域分布来看,中国以378GW的新增装机继续领跑全球,欧盟贡献了65GW,美国则为45GW。

英利官宣!“光伏电站十年”质量万里行活动正式启动!来源:英利 发布时间:2026-03-30 08:51:03

3月26日,在第十六届中国国际清洁能源博览会现场,英利能源发展有限公司正式宣布,将启动“英利品质‘时光’鉴证——‘光伏电站十年’质量万里行”活动。如今,这些项目均已成为光伏技术长期化验证的珍贵资产,更是英利产品品质与场景应用经验的直接体现。活动将对2011-2015年期间英利供货的光伏电站分批次展开专业巡检。

协鑫集成牵头启动三端晶硅钙钛矿叠层太阳能电池测试标准化体系编制来源:协鑫集成 发布时间:2026-03-30 08:46:27

基于BC电池的三端钙钛矿叠层技术因无需严格电流匹配、兼顾成本与灵活性的优势,成为企业研发热点。近日,由协鑫集成牵头,联合苏州大学、扬州大学编制《三端晶硅-钙钛矿叠层太阳能电池标准化测试体系建设与性能验证》。同时,也能引导产业链协同攻关,加速三端叠层电池从实验室走向规模化量产,为光伏行业降本增效与高质量发展提供重要支撑,积极填补行业空白。

美国ITC正式对特定TOPCon太阳能电池、组件、面板及其组件和下游产品启动337调查来源:贸易救济信息网 发布时间:2026-03-27 17:27:00

2026年2月24日,美国FirstSolar,Inc.ofPhoenix,Arizona向美国ITC提出337立案调查申请,主张对美出口、在美进口和在美销售的该产品违反了美国337条款,请求美国ITC发布普遍排除令或有限排除令、禁止令。美国国际贸易委员会将于立案后45天内确定调查结束期。除美国贸易代表基于政策原因否决的情况外,美国国际贸易委员会在337案件中发布的救济令自发布之日生效并于发布之日后的第60日起具有终局效力。

两光伏企业遭强制破产清算来源:索比光伏网 发布时间:2026-03-27 08:45:49

温州索泰能源科技有限公司已正式向浙江省丽水市青田县人民法院递交了针对青田索恒新能源有限公司与青田索创林农光伏发电有限公司这两家企业的强制清算申请,案号为浙1121清申1号。据相关资料,青田索创林农光伏发电有限公司于2017年5月成立,主要业务包括太阳能光伏发电、太阳能光伏发电系统的研发以及太阳能发电设备的销售等。