Acronym/Abbreviation Definition AC Alternating Current AM Air Mass AOCS Attitude and Orbit Control System BOL Beginning Of Life CASSIOPeiA Constant Aperture, Solid-State, Integrated orbital Phased Array CEI Comitato Elettrotecnico Italiano CIGS Cu(In,Ga)Se2 CPV Concentrated Photovoltaics CW Continuous Wave DC Direct Current DSN Deep Space Network EN European Standards EOL End Of Life EPC电子电力调节器ESA欧洲航天局欧盟欧盟FNBW第一零束宽度geo地球地理轨道GPS地面发电站 Solar Cells MR-SPS Multi-Rotary joints SPS MV Medium Voltage MVA Megavoltampere MW Megawatt NASA National Aeronautics and Space Administration NREL National Renewable Energy Laboratory PAE Power Added Efficiency PCE Power Conversion Efficiency PSCs Perovskite Solar Cells PV Photovoltaic PVA Photovoltaic Assembly RF Radio Frequency RTG Radioisotope Thermal Generator SBSP太空太阳能SCS太阳能电池SSPA固态功率放大器SPS太阳能卫星SPS-Alpha SPS通过任意大的相分支阵列TAS THALES ALENIA SPACE TRL技术就绪水平W WTT WPT WPT WIRESS
简介 美国政府能源信息署最近发布了一份名为《2023 年国际能源展望》的报告,报告指出,全球一次能源消耗量将从目前的 640 千万亿 BTU 增至约 850 千万亿 BTU。能源需求和消耗量的增加将主要由核能和可再生能源来满足。 太阳能和其他可再生能源消耗量累计将从目前的 86 千万亿 BTU 增至约 206 千万亿 BTU。 对清洁能源日益增长的需求促使全球研究更新、更有效的太阳能利用方式,其中太空太阳能发电 (SBSP) 最受关注。 从概念上讲,它设想在地球轨道上放置一系列太阳能电池板,将入射的太阳能转换成微波并安全地传输到地球。 在地球接收站,这种微波将被转换成电能,并进一步整合到一个国家的电网中。
本研究评估了 NASA 参与全球对太空太阳能发电 (SBSP) 日益增长的兴趣的潜在好处、挑战和选择。利用 SBSP 需要在太空中收集太阳能,将能量传输到地球上的一个或多个站点,转换为电能,然后输送到电网或电池进行储存。随着全球越来越多的组织开始 SBSP 技术开发计划,航空航天和能源领域的专家正在争论 SBSP 的好处。支持者声称,SBSP 可以以有竞争力的价格提供大量电力,并且比陆地可再生电力技术产生的温室气体 (GHG) 排放量更少,同时加速太空经济发展。怀疑论者表示,SBSP 没有明确的发展路线,会从已知的陆地解决方案中转移数十亿美元,同时破坏环境。虽然人们普遍认为 SBSP 成本过高且在当今技术上不可行,但这项研究评估了 2050 年 SBSP 系统的运行情况。NASA 的使命之一是为人类利益而创新——正是通过这个视角,该机构权衡是否以及如何支持 SBSP 开发。
探索新的绿色能源的紧迫性和相关性从未如此强烈。除了脱碳挑战之外,最近的地缘政治危机还导致能源市场动荡,导致价格上涨。太空太阳能发电(SBSP)或简称太空太阳能发电(SSP)已被提议作为应对这些挑战的替代能源。通过提供几乎无限的清洁能源,并能够到达目前缺乏良好电力供应的全球偏远地区,SBSP 有可能改变能源部门并产生广泛的积极影响。近年来,太空太阳能发电的概念获得了巨大的发展势头,各种趋势汇聚在一起,使大型太阳能发电厂更加现实和经济可行。星际飞船、太空组装、能量传输等因素以及在太空中进行的和即将进行的其他演示,加上地面上的关键技术演示,都做出了贡献。论文的第一部分探讨了有利的趋势和技术,包括高效太阳能电池板、低成本可重复使用发射、先进的无线电力传输、太空机器人和组装以及配送能力。重点关注已经完成的工作以及在正确的时间开发 SBSP 需要做什么。本节将解释为什么 SBSP 的时机迫在眉睫,以及该领域的研究和开发可能具有其他有益的应用,特别是如果在预测的时间范围内无法实现经济可持续性。论文的第二部分概述了曾经、现在或打算在 SBSP 市场中活跃的商业实体。其中包括一个综合表格和一个段落,其中包含每个被调查的 SBSP 实体。调查结果包括过去的公司和现在的初创公司。这些数据将包括创始年份、计划的太空演示、资金金额和地理位置等信息。第三部分着眼于非商业举措,例如 ESA、英国、NASA、日本和中国的举措,并简要概述以了解参与者和技术发展状况。本文旨在对太空太阳能发电前景进行全面而独特的分析。关键词:太空太阳能发电、太空太阳能发电、能量传输、SBSP、SSP、空间能源
75 Giddawa Hydro Power(Pvt)Ltd Ampara 2 SBSP LL太阳能PV 1.000 EP-337250
天气,或者面板变脏时。为了最大程度地利用太阳能并克服这些缺点,已经开发了两种有希望的技术:基于空间的太阳能(SBSP)和下一代柔性太阳能电池。日本正在稳步发展两者的实际实施。SBSP项目涉及配备有2 km 2的巨型太阳能电池板的卫星发射,将生成的电力转换为微波炉,然后将其无线传输到地面。由于卫星将能够白天或晚上产生动力,无论天气如何,它们的高容量利用率至少为90%,估计比地面太阳能电池板高出5至10倍,其容量利用率仅为15%左右。每个卫星将产生100万千瓦的电力,相当于核电站的产量。微波炉 - 一种电磁波,现在每天在微波炉中使用,
利用卫星从太阳能发电然后将电能传输到地球的概念已有数十年历史,通常被认为在技术上是可行的。如果成功,这样的系统可以提供几乎无限的持续电力,从而可以在美国国家和国际能源安全战略中发挥重要作用。但是,这种发电方法的实际应用也需要经济和操作可行性。本专著从技术、经济和运营三个方面研究了太空电力的当前进展。讨论范围是调查细节层面,以便高级政策制定者、决策者、军事领导人及其各自的工作人员全面了解与太空太阳能系统相关的挑战、机遇和风险。本专著有三个主要部分:1.技术评估。本节介绍了太空太阳能发电 (SBSP) 的基本概念。然后,它总结了过去 37 年来撰写的六份主要报告中记录的该概念的发展演变。最后,本节研究了成功开发该系统的空间、地面和支持元素所需的关键技术。2.经济评估。本节从各种来源研究了 SBSP 系统成本估算。然后,它将这些成本与竞争性替代能源解决方案(例如陆地光伏电站)进行比较。本节还讨论了可能影响 SBSP 系统开发和运行的监管因素以及当前国际上在该领域的努力。
3. SBSP 的典型发电水平和距离是多少,包括发射机到接收机和轨道考虑因素?SBSP 的典型发电水平和距离是评估可行性的关键考虑因素。不同概念的发电水平各不相同,估计范围从 100 兆瓦到 2 千兆瓦。地球静止轨道(圆形)和闪电轨道(高椭圆形)都是合适的选择。地球静止定位需要先进的发射能力才能达到约 35,800 公里(22,300 英里)的固定高度,但具有太阳能发电能力系数超过 99% 的优势。对于实际应用,由于在穿过大气层传输时会损耗电力,因此在太空中发电千兆瓦级被认为是必要的。出于成本和可行性考虑,中地轨道成为更实际的选择。
Swarms of CubeSats for kW-scale Space-Based Solar Power (16U4SBSP) Executive Summary Report (ESR) Study Open Space Innovation Platform (OSIP) campaign, “Innovative Mission Concepts Enabled by Swarms of CubeSats” Affiliation(s): Sirin Orbital Systems AG (Prime, CH), Delft University of Technology (Sub 1, NL), University of Strathclyde (Sub 2, UK) Activity summary: The “16U4SBSP” mission concept is a fundamental technology demonstration step for the realization of kW-/MW-/GW-scale Space-Based Solar Power (SBSP) based on flight formation, a distributed or aggregated swarm of small satellites contrary to conventional concepts of monolithic giant SBSP satellites. In this mission, a swarm of 16U CubeSats collaboratively supply wireless power via Radio- Frequency waves to end-users in different locations on the ground, for instance to provide backup power for emergency situations, and also for space-to-space commercial use-cases.