近日，由西安電子科技大學段寶巖院士帶領(lǐng)的“逐日工程”研究團隊搭建的世界首個全鏈路全系統(tǒng)的空間太陽能電站地面驗證系統(tǒng)順利通過專家組驗收，比原定的技術(shù)路線節(jié)點提前了近三年。這一驗證系統(tǒng)突破并驗證了高效率聚光與光電轉(zhuǎn)換、微波轉(zhuǎn)換、微波發(fā)射與波形優(yōu)化、微波波束指向測量與控制、微波接收與整流、靈巧機械結(jié)構(gòu)設(shè)計等多項關(guān)鍵技術(shù)。

2013年底，隨著一份題為《關(guān)于盡早啟動我國太空發(fā)電站關(guān)鍵技術(shù)研究的建議》的院士聯(lián)名建議案獲得批復，中國空間太陽能電站研究開始步入發(fā)展快車道。2014年，工信部、發(fā)改委、科技部等16個部委組織了來自國內(nèi)的130余位專家開展了近一年的論證工作，論證組最終完成了《中國太空發(fā)電站發(fā)展規(guī)劃及關(guān)鍵技術(shù)體系規(guī)劃論證報告》，為我國開展太空發(fā)電站關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)決策提供了重要指引。

與此同時，西安電子科技大學段寶巖院士團隊提出了歐米伽（OMEGA）空間太陽能電站設(shè)計方案。這一設(shè)計方案與美國的阿爾法（ALPHA）設(shè)計方案相比，具備三個優(yōu)勢：控制難度下降，散熱壓力減輕，功質(zhì)比（天上系統(tǒng)的單位質(zhì)量所產(chǎn)生的電）提高約24%。

2017年，國家成立空間太陽能電站推進委員會。一年后，我國首個空間太陽能電站領(lǐng)域的省部級重點實驗室“陜西省空間太陽能電站系統(tǒng)重點實驗室”在西電掛牌。2018年12月，在“空間太陽能電站系統(tǒng)項目”啟動儀式暨高峰論壇上，西電空間太陽能電站研究項目被命名為“逐日工程”。在順利完成了理論研究計算、室內(nèi)傳能驗證之后，段寶巖研究團隊拉開了“逐日工程”空間太陽能電站的戶外地面驗證挑戰(zhàn)序幕。

“逐日工程”空間太陽能電站地面驗證系統(tǒng)在段寶巖院士示范帶動下，經(jīng)過項目組幾十上百名師生精誠協(xié)作，一點一滴搭建起來。近日，在經(jīng)過了深入、細致的現(xiàn)場考察、咨詢交流等環(huán)節(jié)后，以吳一戎院士為組長、包括另外三位院士在內(nèi)的九位專家組成的評價組一致認為：該項目成果總體處于國際先進水平，其中歐米伽光機電集成設(shè)計、55米傳輸距離的微波功率無線傳輸效率、微波波束收集效率、聚光與天線等高精度結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功質(zhì)比等主要技術(shù)指標位居國際領(lǐng)先水平。該成果對我國下一代微波功率無線傳輸技術(shù)與空間太陽能電站理論與技術(shù)的發(fā)展具有支撐性、引領(lǐng)性，應用前景十分廣闊。

據(jù)統(tǒng)計，在“逐日工程”項目組中，80后及90后科研人員占比已經(jīng)達到61%，他們在多個子系統(tǒng)的磨合中，已經(jīng)逐漸成長為理論功底與工程水平比翼齊飛的全能型人才。接下來，段寶巖院士帶領(lǐng)的研究團隊，在目前已經(jīng)實現(xiàn)的一對一傳輸?shù)幕A(chǔ)上，又將投入到微波大功率無線傳輸一對多等方向的探索當中。

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“逐日工程”空間太陽能電站地面驗證系統(tǒng)位于西安電子科技大學南校區(qū)，其支撐塔為75m高的鋼結(jié)構(gòu)，驗證系統(tǒng)主要包括五大子系統(tǒng)：歐米伽聚光與光電轉(zhuǎn)換、電力傳輸與管理、射頻發(fā)射天線、接收與整流天線、控制與測量。其工作原理，首先是根據(jù)太陽高度角確定聚光鏡需要傾斜的角度，在接收到聚光鏡反射的太陽光后，位于聚光鏡中心的光伏電池陣，將其轉(zhuǎn)化為直流電能。隨后，通過電源管理模塊，四個聚光系統(tǒng)轉(zhuǎn)換得到的電能匯聚到中間發(fā)射天線，經(jīng)過振蕩器和放大器等模塊，電能被進一步轉(zhuǎn)化為微波，利用無線傳輸?shù)男问桨l(fā)射到接收天線。最后，接收天線將微波整流再次轉(zhuǎn)換成直流電，供給負載。

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素材來源：西安電子科技大學新聞網(wǎng)等