空间太阳能电站。空间太阳能电站英文缩写SSPS(space solar power station)凝聚了半个多世纪以来地球上最聪慧的脑细胞持之以恒的思考与努力。简单讲,其主要由“发”“送”“收”三部分组成。首先在太空中通过大型太阳能电池阵列将太阳能转化为电能,继而将电能转化为微波,接着通过微波发射天线将能量传输到接收天线,最后由接收天线将接收到的微波转化为电能,供用户使用。一句话概括,这是一套在地球轨道上收集太阳能,再无线传输到接收天线的发电系统。
欧米伽空间太阳能电站方案。欧米伽方案利用了球形聚光器线聚焦域的特点,将聚光器设计为任意轴对称的回转体,采用线馈源聚焦。课题组通过微波菲涅尔场理论的初步分析,计算出了收、发天线系统规模,估算了相关系统参数指标。此外,设计了一种无线耦合的方式进行能量传输管理结构,光电转换所获得的直流电可通过传输电缆,送至高功率微波发射天线。发射天线通过大跨度调整索连接于主反射体“南北极”区域,连接结构的质量可大幅度降低。
欧米伽空间太阳能电站方案三大创新点。一是提出了欧米伽空间太阳能电站(SSPS-OMEGA)创新设计方案,包括:聚光与微波系统分布式设计、“球面-线聚焦”聚光模式等,可为我国未来建造空间太阳能电站提供关键技术支撑。二是建立了多物理场耦合理论模型,揭示了空间复杂应用环境因素对微波功率无线传输效率的影响机理,提出了基于场耦合理论模型与影响机理的系统设计理论与方法,为该项目的成功研制奠定了理论基础。三是突破并验证了高效率聚光与光电转换、微波转换、微波发射与波形优化、微波波束指向测量与控制、微波接收与整流以及高精度机械结构设计与制造等多项关键技术,微波波束收集效率、微波功率无线传输效率、功质比等等主要技术指标位居国际领先水平。