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太空太阳能电站首次向地面供电:中国「逐日一号」实现10兆瓦级微波传输

中国空间技术研究院「逐日一号」太空太阳能电站在轨完成首次10兆瓦级微波电力传输测试,能量转换效率达87%,标志着太空太阳能从概念走向实用。

太空太阳能电站首次向地面供电:中国「逐日一号」实现10兆瓦级微波传输

2028年3月3日,中国空间技术研究院(CAST)宣布,其太空太阳能电站「逐日一号」在轨完成首次大规模微波电力传输测试。该电站通过微波束将10兆瓦的太阳能电力从36000公里高的地球同步轨道传输至地面接收站,能量端到端转换效率达87%。

「逐日一号」于2027年9月由长征九号运载火箭分批送入轨道,在太空中完成组装。电站由三块总面积达1平方公里的光伏阵列、一台微波发射天线和一套姿态控制系统组成。地面接收站位于四川攀枝花,占地面积约5公顷。

CAST总工程师表示:「太空太阳能的优势在于不受天气和昼夜影响——在地球同步轨道上,太阳能密度是地面的5至10倍,且可实现24小时持续发电。」

技术突破

「逐日一号」的核心技术突破在于高效微波传输系统。CAST团队采用了94GHz毫米波作为传输载体,这一频率在大气层中的衰减率仅为传统2.45GHz微波的三分之一。接收端采用整流天线阵列(rectenna),将微波直接转换为直流电。

能量转换效率87%意味着,从太空光伏板吸收的太阳能到最终输入电网,只有13%的能量在传输过程中损失。这一数据远超此前日本JAXA实验室环境下取得的60%效率。

应用前景

CAST已与中国国家电网签署合作协议,计划在2030年前建成一座200兆瓦级的商业太空太阳能电站。初步测算显示,太空太阳能的度电成本约为0.8元人民币,高于地面光伏的0.3元,但在偏远地区和海岛场景中具有经济可行性。

国际方面,欧洲航天局(ESA)的SOLARIS计划和日本JAXA的SSPS计划也在推进中。ESA局长表示:「中国此次成功验证了太空太阳能的技术可行性,这对全球能源转型具有重要意义。」

环境与安全考量

微波传输的安全性是公众关注的焦点。CAST表示,「逐日一号」的微波束功率密度经过严格设计,在接收站边缘处仅为国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)安全标准的十分之一。即便飞机误入微波束区域,乘客也不会受到有害辐射。

但太空碎片问题仍然存在。清华大学航天航空学院教授指出:「大型太空太阳能电站需要主动碎片防护系统,这增加了建设和运维成本。」