重庆这个研究院启动世界性难题攻关

空间太阳能电站概念图。（两江协同创新区供图）

近日，记者从入驻两江协同创新区的长春理工大学重庆研究院获悉，“激光无线传能基地”正式落地该院，将围绕空间太阳能电站激光远程传能技术，推动构建“空间太阳能航母”等进行科研攻关。目前，“基地”已着手开展激光传能无线传输实验，为空间太阳能电站研究提供地面模拟验证。
　　太阳能发电是一种能量转换效率极高的清洁发电方式，但受大气层等影响，照射到地球表面的太阳光，一般只有大气层外的70%左右。如果在地球大气层外的太空中建造发电站，发电效率将大幅提高，而且不会受到地球表面昼夜交替、天气情况和地球纬度等影响。
　　我国在2011年正式提出了空间太阳能电站发展“路线图”，大概设想是，将巨大的太阳能电池阵放置在地球轨道上，组成空间太阳能电站。这是实现太阳能大规模稳定利用的重要方式，也将成为解决未来能源和环境问题的主要战略选择之一。不过，空间太阳能电站建设一直面临着一个世界性的难题，即无线能量传输技术，大功率、远距离无线传能技术的突破是一个必须跨越的难关。
　　研究院相关技术负责人介绍，远程无线传能主要有微波传能和激光传能两种模式。微波传能，波束聚集困难，对于飞行器而言，接收天线面积和重量受限，严重制约了微波能的有效接收；同时，大功率微波，难免产生电磁干扰，系统的电磁兼容面临新的挑战。而激光传能，具有很小的束散角，方向性好，能量集中，接收激光光伏电池的面积和重量，容易满足飞行器轻质、高效的需求。
　　另外，随着无人机技术的飞速发展和应用的日益广泛，延长无人机续航时间以满足特殊场合的任务需求，飞行中的无线远程充电技术也是未来空间能源技术的重要发展方向。
　　对于空间太阳能电站远程无线传能的问题，长春理工大学重庆研究院主张通过激光器将太阳能转化为光能，传回地面收集站，地面收集站通过探测器，接收到光能，继而将其转化成电能向外输出，为人类提供巨大的清洁能源储备。
　　目前，该院正推动开展大功率激光远程充电、激光发收系统的高精度激光波束跟踪和目标定位等研究，力争突破发收激光波束匹配、低反射非均匀接收激光光伏电池阵组阵、光伏电池阵散热发电等技术瓶颈，先期完成面向飞行器应用的激光多波束跟踪充电系统搭建。
　　研究院相关技术负责人表示，上述研究，对发展空间太阳能电站激光远程传能关键技术，构建“空间太阳能航母”及开展飞行器充电应用研究都具有重要意义。
　　长春理工大学重庆研究研于去年成立了“空间光电技术国家地方联合研究工程中心重庆研究院分中心”，推动开展空间激光通信与无线传能科学装置建设工作，同时组建了教育部深空探测联合中心长春理工大学分中心（激光通讯与无线传能），“空间激光通讯与无线传能”团队针对无人车激光通讯与传能技术开发与重庆某科技公司达成深度合作协议。
　　下一步，该院将重点围绕空间光通讯、高端装备制造、精准数字医疗、系统芯片、激光技术及应用等关键技术及设备，积极开展产业化工作，努力形成一批高新技术产品，孵化一批高新技术企业，构建成果孵化体系，打造共享科技成果孵化器。