能量轉換裝置將電能轉換成微波或激光等形式(激光也可以直接通過(guò)太陽(yáng)能轉化),并利用天線(xiàn)向地面發(fā)送能束。有資料稱(chēng),從理論上說(shuō),在陽(yáng)光充足的地球靜止軌道上,每平方米太陽(yáng)能能產(chǎn)生1336瓦熱量,如果在地球靜止軌道上部署一條寬度為1000米的太陽(yáng)能光伏電池陣環(huán)帶,假定其轉換效率為100%,那么,它在一年中接收到的太陽(yáng)輻射通量差不多等于目前地球上已知可開(kāi)采石油儲量所包含的能量總和。
地面接收系統接收空間太陽(yáng)能電站發(fā)射來(lái)的能束,再通過(guò)轉換裝置將其轉換成為電能。整個(gè)過(guò)程經(jīng)歷了太陽(yáng)能-電能-微波(激光)-電能的能量轉變過(guò)程??臻g太陽(yáng)能光伏電站的建造和運行過(guò)程還需要包括大型的運載系統,空間運輸系統,及復雜的后勤保障系統。
我國空間太陽(yáng)能電站發(fā)展“四步走”設想
目前,國內空間太陽(yáng)能光伏電站研究還處于剛剛起步的階段。在中國空間技術(shù)研究院主辦的空間太陽(yáng)能電站發(fā)展技術(shù)全國研討會(huì )上,與會(huì )專(zhuān)家提出了我國空間太陽(yáng)能光伏電站發(fā)展“路線(xiàn)圖”。概括起來(lái)主要分為四個(gè)發(fā)展階段:
第一階段:2011年-2020年
充分分析空間太陽(yáng)能光伏電站的應用需求,開(kāi)展空間太陽(yáng)能電站系統方案詳細設計和關(guān)鍵技術(shù)研究,進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)驗證。
重點(diǎn)驗證無(wú)線(xiàn)能量傳輸技術(shù)、高效大功率太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)、大型結構的展開(kāi)組裝技術(shù)和高壓供配電系統,主要有地面大功率無(wú)線(xiàn)能量傳輸試驗、地面大型結構展開(kāi)及裝配技術(shù)試驗、地面對平流層飛艇無(wú)線(xiàn)能量傳輸試驗、依托空間站的大型結構展開(kāi)及裝配技術(shù)試驗等。
第二階段:2021年-2025年
利用我國的空間站平臺,在航天員參與下,進(jìn)行我國第一個(gè)低軌道空間太陽(yáng)能電站系統研制,在2025年開(kāi)展系統驗證。重點(diǎn)驗證大型結構的空間展開(kāi)及裝配,大型空間聚光系統及其控制,大功率電源管理系統,大型結構的姿態(tài)控制技術(shù),無(wú)線(xiàn)能量傳輸技術(shù)(激光、微波),空間太陽(yáng)能電站的運行維護管理等。
第三階段:2026年-2040年
在低軌關(guān)鍵技術(shù)驗證的基礎上,進(jìn)一步研究經(jīng)濟上和技術(shù)上更為可行的空間太陽(yáng)能電站系統方案和關(guān)鍵技術(shù),突破軌道間大功率電推進(jìn)技術(shù),研制地球同步軌道驗證系統,大約在2030年左右發(fā)射,進(jìn)行空間-地面、空間-空間無(wú)線(xiàn)能量傳輸,開(kāi)展系統驗證,為商業(yè)系統的研制提供重要的運行參數。系統運行壽命10年。初步考慮該系統在低軌進(jìn)行自主空間組裝,并利用空間站和航天員進(jìn)行部分組裝工作,并解決空間裝配中出現的問(wèn)題,組裝測試完畢后,整體運送到地球同步軌道。
第四階段:2036年-2050年
結合驗證系統的運行狀況,結合技術(shù)發(fā)展,研制我國第一個(gè)商業(yè)化空間太陽(yáng)能電站系統,實(shí)現空間太陽(yáng)能電站商業(yè)運行,運行壽命30年以上。