论文-空间太阳能电站及无线能量传输.docVIP

空间太阳能的研究 学院名称 : ****************** 专业班级 : *************** 学生姓名 : ***************** 学生学号 : ************** 指导导师 : *********** 2013年03月9日 星期六 空间太阳能电站及无线能量传输 摘要：空间太阳能电站是一项非常庞大的系统工程，几乎牵涉到各个技术行业。它能为人类社会提供源源不断的能源，从而彻底解决能源问题。而无线能量传输技术是空间太阳能电站的主要关键技术，亟待突破。 关键词：空间太阳能电站，无线能量传输技术，能量 Abstract：Space solar power stations is a very huge system engineering, involving almost every industry. It can provide a steady stream of energy for human society, so as to thoroughly solve the energy problem. The wireless energy transmission technology is the main key of space solar power technology,and it needs to break through. Key words: Space solar power station Wireless energy transfer technology energy 0.引言 随着人类社会的快速发展，人类所面临的能源问题和环境问题越来越突出，地球矿物资源的大量开采与消耗, 使石油、煤炭等资源日趋短缺，据估计包括化石能源在内的所有能源储量仅能够人类使用100～200年左右。目前全球原油年消耗量约为35亿吨，而亚洲的原油尤其是中国的年消耗量正在激增中。在今后25年中，全球原油平均每年消耗将达50亿吨，足以把现已探明的全部储量耗尽。中国人均能源消耗约为世界人均能源消耗的1/2,为发达国家的1/10，为美国的1/13,比其他任何国家更快遇到能源短缺问题。我国如不及早地开展从根本上解决能源问题的研究 能源危机将会严重制约我国经济的发展，甚至威胁到国家的安全。另外过量消耗矿物燃料造成地球生态环境的恶化, 也促使人们寻找新能源和各种可再生能源；再者世界经济的迅速发展,对能源的需求越来越大。由于空间太阳能具有能流密度大、持续稳定、不受昼夜气候影响、洁净、无污染等优点, 且随着人类征服太空能力的加强,利用空间太阳能发电SPS（Solar Power from Space）已越来越受世界各国的关注。 而对于其他类型的能源如风能、潮汐能、水电能、地面太阳能、地热能等都由于各种各样的限制而无法为人类提供全面的能源需求，而剩下的可供选择的就只有核聚变能和空间太阳能，而核聚变能在50年能否实现商业化还是一个问题，而空间太阳能电站在20～30年内有可能实现商业化，且大气层外没有云层、雾、尘埃等，太阳光线不会被减弱，强度是地面上的7～15倍。且太阳光的辐射能量十分稳定，在静止轨道上建设的太阳能电站1年中99%的时间是白天，其利用效率比在地面上高出6～15倍。所以，太阳能空间站的使用将极大缓解人类社会的能源紧张局面。 1 空间太阳能的概念及发展现状 1.1 空间太阳能概念的提出 1968年，美国的Peter Glaser博士提出了太阳能发电卫星（Solar Power Satellite，简称SPS）。其基本构想是在地球外层空间建立太阳能发电卫星基地，利用取之不尽的太阳能来发电，然后通过微波将电能送到地面的接收（天线）装置，再将所接收的微波能束转变成电能供人类使用。空间太阳能发电系统基本由三部分组成：太阳能发电装置、能量的转换和发射装置以及地面接收和转换装置。 太阳能发电装置将太阳能转化成为电能；能量转换装置将电能转换成微波或激光，并利用天线向地面发送能量；地面接收系统利用地面天线接收空间发射来的能量，通过转换装置把其转换成为电能供人类使用。整个过程经历了太阳能一电能一微波一电能的能量或者太阳能一激光一电能转变过程。 1.2 空间太阳能的发展现状 1.21国外空间太阳能的发展现状 美国在20世纪70年代，投入约5000万美元进行空间太阳能电站和关键技术研究，并且提出5GW的“1979 SPS基准系统”方案。1995年7月，NASA开展了重新评估SPS可行性的研究，并提出多种创新方案。1999年，NASA在2年内投资2200万美元，开展“空间太阳能探索性研究和