由西安电子科技大学段宝岩院士领衔的团队成功展示了一套传输距离超过100米的千瓦级无线能量传输系统,这标志着“逐日”计划迈出了至关重要的地面验证步伐。
西安电子科技大学的研究团队宣布,其在空间太阳能发电领域取得了重大进展。作为“逐日”计划的一部分,他们建立了一套地面验证系统,能够利用微波同时向多个移动目标同步传输能量。这是针对未来轨道太阳能电站所需核心技术进行的最新、最具体的实证测试之一。
该系统已实现在约100米距离外传输1180瓦功率,其直流-直流效率达到20.8%,波束收集效率为88%。在另一项独立实验中,它为30米外、以30公里/小时速度飞行的无人机稳定提供了143瓦电力。这些成果于2026年5月18日至19日正式公布,代表了该项目核心技术的进步,其远景目标是在地球静止轨道上部署大型太阳能电站。
项目现状。这是一套地面验证系统,而非轨道原型机。该大学已开展此类研究多年:2022年曾建成一个75米高的测试台架。当前的新阶段展示了一套改良系统,具备多点传输能力和更高的波束指向精度。距离实现入轨并在数千公里外向地球输电仍有很长路要走:计划于2030年前后发射兆瓦级轨道演示器,随后建设规模更大的系统。
工作原理。轨道太阳能电池板将几乎全天候收集能量,不受大气损耗或夜间影响。电能转化为微波后,通过窄波束定向射向地面接收天线(整流天线),并在那里重新转回电能。此次测试的关键突破在于提升了波束控制精度、降低了损耗,并实现了对多个移动接收器的支持。这使其优于早期的实验室实验,以往实验的传输距离更短,功率也更低。
主要挑战。尽管取得了进展,但仍面临一系列严峻障碍。
首先是规模扩展:从地面的100米跨越到地球静止轨道的36,000公里,这需要极高的波束定向精度,以锁定相对于地球移动的目标。
其次是效率问题:短距离内20.8%的直流-直流效率意味着在实际应用距离下损耗会更高,目前系统的整体经济可行性尚不明确。
第三是安全性:高功率微波束必须确保对接收区域内的航空器、鸟类及人员安全无害。
第四是巨型结构入轨及维护的成本,以及涉及轨道空间和能量传输频率使用的监管与国际协作问题。
技术方案对比。相比激光传输,中国目前发展的微波传输技术更具成熟性:在特定频率下,它能更好地穿透大气,且受天气干扰较小。然而,激光系统允许使用更小型的接收器。与地面太阳能加储能方案相比,空间电站可以提供持续发电,但需要巨额资本投入。小型模块化反应堆或配备储能的地面可再生能源在未来几十年内似乎更具现实意义。
未来前景。此次测试是一次重要的技术演示,验证了微波波束控制和多点传输方面的进步。它使中国离建立卫星“轨道充电站”的目标更近了一步,从长远来看也可能惠及地球。然而,从地面的千瓦级跃升到轨道上的商用吉瓦级,仍需克服重重工程和经济障碍 。接下来的逻辑步骤包括扩大地面测试规模、完善远距离对准精度,并为轨道实验做好准备。该项目仍是全球空间能源领域最具雄心的计划之一,但其实际应用仍需时间和大量资源的投入。




