Инициатива Китая по созданию космической солнечной электростанции впервые официально включена в 15-й пятилетний план страны, что сигнализирует о стратегическом сдвиге от концептуальных исследований к инженерной предпроектной разработке космической энергетической инфраструктуры, согласно новому плану строительства новой энергетической системы, совместно опубликованному Государственной комиссией по развитию и реформам и Государственным управлением энергетики.
Хотя упоминание о космической солнечной энергетике в плане кратко, его включение имеет большое значение. Оно представляет собой направленное упреждающее развертывание — изучение долгосрочных энергетических решений после 2050 года на уровне национального планирования. Концепция космической солнечной электростанции предполагает сбор солнечной энергии на геостационарной орбите, где солнечное излучение доступно круглосуточно с интенсивностью примерно в 10 раз выше земной, с последующей передачей ее на Землю с помощью микроволновых или лазерных лучей.
Три технологических направления сходятся к инженерной валидации. Первое — это энергетические материалы: ультравысокоэффективные солнечные элементы, способные выдерживать космическую радиационную среду. Арсенид-галлиевые элементы остаются основным решением с эффективностью преобразования более 30%, в то время как кристаллический кремний и новые перовскитные тонкопленочные технологии предлагают многообещающие пути снижения затрат. Доминирование Китая в мировом производстве кремниевых фотоэлектрических элементов — более 90% мировых мощностей — обеспечивает уникальную промышленную основу.
Второе направление — беспроводная передача энергии. В рамках проекта «Чжури» профессора Дуань Баояня построена первая в мире полноцепочечная наземная система верификации для космических солнечных электростанций, достигшая киловаттного уровня выходной мощности на расстоянии сотен метров с динамической передачей микроволн на цель. Тем временем команда профессора Ян Шичжуна занималась разработкой стратосферной выработки электроэнергии, а также путей беспроводной передачи как микроволновой, так и лазерной. Дополнительные группы в Китайской академии космической техники, Институте электротехники Китайской академии наук, Пекинском технологическом институте и Харбинском политехническом университете продвигают высокомощную микроволновую передачу и космические энергетические системы.
Третье направление — космическая инфраструктура и сборка на орбите. Одна геостационарная космическая солнечная станция гигаваттного класса может весить тысячи тонн — в десятки и сотни раз больше массы Международной космической станции (420 тонн). Прорывы в многоразовых ракетах-носителях, таких как «Чанчжэн-9», модульной сборке на орбите и космической робототехнике приближают эти масштабы к экономическому рассмотрению. Быстрое развитие коммерческой космонавтики резко снизило затраты на запуски, делая некогда фантастическую экономику космической выработки электроэнергии все более обсуждаемой.
Такие компании, как Star Energy Power и Stellar Power, стали первопроходцами в области фотоэлектрических материалов космического класса, при этом перовскитные элементы уже прошли орбитальную валидацию на борту коммерческих спутников и Китайской космической станции, накопив месяцы данных о работе в реальных космических условиях, критически важных для подтверждения долгосрочной эксплуатации.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Pandaily
