太空太阳能计划有成,顺利从太空发送电力到地表

美国加州理工学院的“太阳能收集器”年初跟随SpaceX的“猎鹰9号”火箭升空,如今太空太阳能原型已经开始运行,证明能在太空中无线传输电力,而且还可以向地球发射足以探测到的电力。

加州理工学院的太空太阳能计划(Space Solar Power Project,SSPP)旨在善加利用太空中的清洁能源,轨道太阳能设备基本上可以24小时全年无休收集阳光,不用考虑到任何天气条件跟日夜,因此理论上来说,太空太阳能潜力每平方米是地球上的8倍。

不过这一切都不便宜,毕竟要把太阳能板发射到太空,均化成本(LCoE)落在每度电1-2美元之间,几乎是美国零售电价的6倍。

而加州理工学院今年1月初将原型空间太阳能演示器(Space Solar Power Demonstrator,SSPD)送入轨道中,50公斤重的原型机由三大项研究组成,包括:

SSPP联合主任兼电机工程和医学工程教授Ali Hajimiri表示,至今的实验显示, MAPLE可以成功将电力发送到太空中的接收器,通过编辑数组程序还可以将电力输向地球,我们已经在加州理工学院检测到。

MAPLE有两个独立的接收器数组,距离发射器约1英尺,主要用来接收能量并转换为直流电(DC)电点亮一对LED。目前MAPLE实验就在太空中试图单独点亮每个LED,并来回切换测试,且该实验也不是密封环境,也能考验是否能撑过太空恶劣环境,包括宽温度波动和太阳辐射。

Hajimiri指出,就我们所知,即使使用昂贵的刚性结构,也没有人在太空中展示过无线能量传输,如今我们正在通过灵活的轻质结构、自己开发的集成电路来首次实现。

MAPLE设备还包括一个小小窗口,主要通过它来发射能量。团队在加州理工学院帕萨迪纳校区高登和贝蒂摩尔工程实验室的屋顶上接收器检测到的,团队在预期的时间和频率上接受到信号,根据从轨道的行程具有正确的频移。

除了证明发射器能幸存并保有性能,该实验还有反馈机制,其中电力传输天线16个为一组,每个再由柔性集成电路芯片驱动,Hajimiri团队正以小规模的干扰模式和测量各组合之间的差异,来评估系统内单一组件的性能,需要整理不规则现象、还要追溯到各个单元,可能需要长达六个月的时间才能完全完成。

(首图来源:加州理工学院)

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页面更新:2024-03-12

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