2.2 太阳电池技术基础
作为空间电站的能量转换器件——太阳电池应具有较高的转换效率、重量体积比功率以及较强的抗辅照、抗衰退能力,同时要成本低、寿命长,便于安装。
我国研制太阳电池始于1958年,目前约有38个研究生产单位从事光伏研究与发展工作。生产能力超过5.5MW/年。另有两条空间用硅太阳电池生产线,产品大部分是单晶硅太阳电池组件[9]。
我国光伏发电首先应用于空间,已经发射的大多数卫星均采用硅太阳电池供电。我国太阳电池的研究经历了从单晶硅、多晶硅、片状硅、非晶硅到薄膜硅的发展历程。砷化镓高效太阳电池也有了较快的发展,目前正处于实用阶段的前夕。对其它类型太阳电池也开展了研究,并取得一定进展。
目前我国实用性单晶硅电池效率可达15%,多晶硅电池超过10%,非晶硅电池也超过6%。砷化镓电池的实验室效率可达21%,批量生产可达18%。
随着效率提高、各种新工艺、新结构的出现,太阳电池的比功率、抗辐照、抗衰退能力也将进一步提高。目前,作为空间用太阳电池,抗辐照、抗衰退能力尚待提高,它直接关系到光伏电站的使用寿命和成本,这是空间用太阳电池研究的一个主要内容。
另外,为了满足建设庞大的空间光伏电站需要,在我国现有两条空间用太阳电池生产线的基础,应增加投资,提高生产能力。
总之,我国已具备了太阳电池的技术基础与空间应用能力。
2.3 空间技术基础
我国自1970年4月24日成功地发射“东方红一号”卫星以来,先后成功地发射了40多颗人造地球卫星,特别是返回式卫星的高回收率,表明我国在卫星的发射、定位、遥测及遥控等方面具有先进水平。
目前我国已有多种型号的长征系列运载火箭,输送的有效载荷也越来越大,已能承担国际上各种卫星的发射业务。
空间电站十分庞大,装配、维修技术也很重要。但由于我国在载人航天、空间站建设方面尚是空白,缺少空间现场活动的经验及相关技术,给空间电站的建设带来一定的困难。要建设空间电站,除发展载人航天、空间站技术外,应同时或首先研究空间遥控机器人技术。因为即使无人上天,具备先进的遥控机器人技术,同样可完成空间设备的组装工作。
另外,为了降低空间电站的建设成本,应重点降低运输成本,提高有效载荷,同时研究其它各种运输技术,如电子推进器、磁悬浮火箭、可重复使用的运载器等。
尽管就我国的目前空间技术水平而言,尚不具备建设地球轨道空间电站的能力,月球探索更是遥远,但就空间工业基础来讲,我国已具备建设空间电站所需空间技术的潜能。
2.4 其它相关技术基础
空间太阳能电站除光伏发电外,还有热发电、热离子发电等方式。这些发电技术国内也有一定基础,它应用在空间发电的基本原理是一样的,只要相关技术发展成熟,便可应用到空间电站,所以对这些技术也应开展研究,以便将来在空间电站建设中多一些选择。