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
国家电投与两省级能源集团,成立百亿级能源开发公司来源:企查查 发布时间:2026-02-03 09:14:18

企查查网站显示,1月30日,国电投青粤(青海)能源开发有限责任公司成立,法定代表人为李洪川,注册资本为151亿元,国家电投、广东能源集团、青海省清洁能源产业集团等单位共同持股。该公司经营范围包含风力发电技术服务;太阳能发电技术服务;储能技术服务;生物质能技术服务;碳减排、碳转化、碳捕捉、碳封存技术研发;节能管理服务等。

中电联: 2026年光伏发电装机将首超煤电来源:国际能源研究中心 发布时间:2026-02-03 09:08:21

中国电力企业联合会2月2日发布数据显示,2025年,全国新增发电装机容量5.5亿千瓦,其中,风电和太阳能发电全年合计新增装机4.4亿千瓦,占新增发电装机总容量的比重达到80.2%。2026年太阳能发电装机规模将首次超过煤电中国电力企业联合会预测,2026年,太阳能发电装机规模将首次超过煤电装机规模,年底风电和太阳能发电合计装机规模达到总发电装机的一半。

新疆拟建多层复合太阳能电池项目!来源:投资克拉玛依 发布时间:2026-02-02 09:23:40

内容显示,克拉玛依拟建设年产350MW多层复合太阳能电池生产装置及其他辅助设施,预计总投资22亿元,建设地点位于乌尔禾工业园区北区,拟占地100亩。该项目合作方式为合作、合资、独资。本项目投产后将极大地降低光热企业成本。克拉玛依商务局表示:随着新疆“十大产业集群”战略的深入实施,多层复合太阳能电池有望成为继硅基光伏之后的第二增长极,预计2030年市场规模突破200亿元,占新疆光伏组件市场的25%以上。

一光伏上市公司实控人被留置来源:东材科技公告 发布时间:2026-01-30 10:09:44

1月28日,四川东材科技集团股份有限公司发布公告称,公司于2026年1月27日收到高金技术产业集团有限公司通知,高金集团于近日收到四川省监察委员会签发的关于公司实际控制人、副董事长熊海涛女士被留置、立案调查的通知书。截至本公告披露日,公司未被要求协助调查。据企查查显示,东材科技是高金集团旗下控股公司,实控人为熊海涛。

瑞士屋顶光伏服役30年,发电效率仍超八成来源:能源转型与双碳观察 发布时间:2026-01-29 09:18:56

瑞士研究团队发现,热量是影响电池板寿命的关键因素。封装胶膜老化会产生易引发腐蚀的化学物质,进而导致电池板发电效率下降。该研究对房主与电网的意义若光伏电池板在使用超30年后仍能保持较高发电效率,将彻底改变太阳能作为投资的成本效益计算。此外,这一发现还关乎气候保护与公众健康。对“长寿命”的客观认知该研究并非表明所有光伏电池板都能以最小的损耗运行超过30年。

印度Premier Energies新增400MW电池产能,总产能增至3.6GW来源:TaiyangNews 发布时间:2026-01-28 08:50:19

2026财年第三季度,PremierEnergies营收为193.6亿印度卢比,同比增长13%,EBITDA增长15.5%,达到59.3亿印度卢比,年收入增长53.4%。在此之前,截至2026财年第三季度末,公司报告的累计电池产能为3.2GW,组件产能为5.1GW。PremierEnergies制定了宏大的扩产目标:计划到2026年9月实现10.6GW的太阳能电池产能和11.1GW的组件产能。截至2025年12月31日,公司在手订单价值1372.3亿印度卢比,总量达9.41GW,其中电池订单占比较高,且100%针对国内市场。

美国太空光伏制造商Solestial收购梅耶博格设备,打造100%本土供应链来源:TaiyangNews 发布时间:2026-01-28 08:46:53

美国太空太阳能技术公司Solestial宣布收购瑞士光伏制造商梅耶博格位于德国Hohenstein-Ernstthal工厂的生产设备。Solestial通过收购MeyerBurger的设备,将太阳能电池制造业务转移到美国,以加强供应链控制和国内制造能力战略。Solestial解释称,这一战略收购将使其能够在美国本土内部完成从硅片到电池的完整工艺流程。Solestial与梅耶博格的渊源始于2024年8月,当时双方建立合作伙伴关系,旨在制造太空用柔性太阳能组件。

博达2GW太阳能电池和3GW光伏组件投产!来源:光伏见闻 发布时间:2026-01-27 09:34:34

1月24日,埃及苏伊士/美通社电——全球领先的光伏组件一体化制造商博达新能宣布,其位于埃及苏伊士运河经济区的5GW光伏组件新工厂正式投产,成为该公司全球扩张战略的重要里程碑。该工厂涵盖2GW高效太阳能电池产能与3GW光伏组件产能,搭建起全集成生产平台,产品供应全球集中式、工商业领域客户。2024年12月16日,博达新能举行该项目奠基仪式,该项目占地7.8万平方米,原计划2025年9月全面投产。

非洲太阳能协会:非洲光伏市场被严重低估,实际装机规模或达63.9GW来源:TaiyangNews 发布时间:2026-01-27 09:04:04

通过将项目级数据与贸易统计数据进行交叉核对,AFSIA发现非洲大陆的光伏市场长期以来被低估,实际已装机规模可能达到63.9GW,约为行业普遍认知的2.75倍。基于自2017年以来中国向非洲出口的太阳能组件数据,AFSIA认为该地区的光伏装机量可能远高于此前的统计数据,超出部分主要集中在工商业和户用领域。中国出口数据显示,仅自2017年以来,中国制造商就向非洲国家出口了58.1GW的太阳能组件,其中2025年单年出口量就达到16.1GW。

阿特斯胜诉!美国专利局裁定Maxeon索赔无效来源:TaiyangNews 发布时间:2026-01-26 09:27:36

对于PTAB的最新裁决,阿特斯表示欢迎,并称这证明了公司的技术基础和成熟的法律能力。Maxeon近年来在全球范围内对多家公司提起了类似的专利侵权诉讼,涉及对象包括爱旭股份、通威太阳能、韩华Qcells和RECSolar。截至目前,Maxeon已与通威达成协议;在荷兰对爱旭的诉讼中,海牙上诉法院裁定Maxeon败诉,随后Maxeon撤回了在荷兰的上诉,并于去年年底再次在德国慕尼黑提起诉讼。双方最终达成和解协议,阿特斯同意在2025年第二季度之前停止在日本销售其叠瓦电池组件。

京东方连发3项钙钛矿专利!来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2026-01-21 10:14:53

1月16日,据国家知识产权局发布信息显示,合肥京东方光能科技有限公司与京东方科技集团股份有限公司申请的一项名为太阳能电池、太阳能电池的制备方法的发明专利公布。专利申请号:2025117846947;专利公布号:CN121358096A.

新闻排行榜
本周
本月