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快讯新能源

太空光伏无线输电试验站SolarBeam首次从轨道向地面传输电力

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的SolarBeam项目在小笠原群岛完成首次从低轨卫星向地面接收站传输2kW电力的微波输电试验

太空光伏无线输电试验站SolarBeam首次从轨道向地面传输电力

2029年3月9日,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)宣布,其SolarBeam太空太阳能发电项目完成了首次从轨道向地面传输电力的实证试验。一颗运行在400公里低地球轨道的试验卫星通过微波束向小笠原群岛的地面接收站传输了约2kW电力,持续时间约12分钟。

太空太阳能发电(SBSP)的概念最早由Peter Glaser在1968年提出:在太空中部署太阳能电池板,不受大气层和昼夜限制,可以24小时持续发电,然后通过微波或激光将能量无线传输到地面。理论上,太空太阳能的发电效率是地面光伏的5到10倍。

JAXA SolarBeam项目负责人广川�的表示:「2kW的功率很小——大约够一台电热水壶运行。但这验证了整个技术链路的可行性:太空太阳能电池发电、微波能量转换、精确波束指向控制、地面整流天线接收。」

本次试验中,卫星搭载的直径2米的相控阵天线将直流电转换为2.45GHz微波束,以约0.3度的精度指向地面接收站。地面的整流天线(rectenna)阵列面积约10平方米,将微波能量重新转换为直流电。从太阳能到最终输出电力的全链路效率约为8%。

JAXA的长期目标是在2040年前部署一座1GW级的SBSP电站,造价预计约2万亿日元(约130亿美元)。欧洲航天局和中国航天科技集团也在开展类似的SBSP研究计划。

东京大学航天工程教授能见公博指出:「从2kW到1GW之间存在6个数量级的差距。SBSP面临的最大技术挑战不是发电或传输本身,而是如何在太空中以可接受的成本组装和维护超大型结构。一座1GW级SBSP电站的太阳能电池面积可能需要达到数平方公里。」