我国太阳能应用的可行性分析

本文针对我国推广使用绿色环保能源太阳能的可行性进行了探讨，文章首先介绍了太阳能的产生机制，分析了我国太阳能资源的能量总量和分布情况，讨论了直接利用太阳能的二种途径：光热转换和光电转换，并具体讨论了光热转换和光电转换所涉及的实际技术，具体包括：用于采集太阳能并进行光热转换的集热器、辅助热动力系统、太阳能供暖、太阳能制冷、太阳能热力发电、太阳光发电，介绍了国内外使用太阳能的现状和发展趋势，并对我国地域广大且太阳能资源丰富的西部地区的太阳能开发利用的可行性进行了分析。     

975 nm光纤耦合半导体激光器传能技术

针对激光传能技术的光电转换系统，采用40 W的975 nm光纤耦合半导体激光器作为激光源，多晶硅材料作为光电池接收，测试了不同激光功率下的光电转换效率，通过调整调整光电池阵列接收端与激光光纤输出端的距离为0.4 m和0.8 m，测试了其光电转换效率变化。研究表明，随着激光功率增加，光电转换效率在一定范围波动，得到最大光电转换效率为9.98%。研究还表明，光电池板温度是影响多晶硅电池光电转换效率的重要因素，电池板的温控管理是提高光电转换效率的方式。多晶硅材料光电池在激光传能的应用，对激光传能技术推广具有一定价值。     

科技成果

加拿大国家研究理事会研究开发有机太阳能电池据科技部网站2011年5月25日报道,加拿大国家研究理事会微结构科学研究所（NRC-IMS）和拉瓦尔大学、St—Jean光化学公司及总部设在美国马萨诸塞州的Konarka公司,正在合作开发有机太阳能电池。为解决矽太阳能电池板成本高、     

PLZT光致伸缩层合梁的非接触形状控制

以光电层合梁非接触形状控制问题为研究对象,阐述了PLZT光致伸缩驱动器的工作机理,建立了光-电-力-热耦合情况下的光电有限元模型,通过引入加强假定应变模式和假定自然应变法改善了单元的性能。在此基础上,以光致伸缩驱动器所受到的光强大小为设计变量,以光电层合梁的期望形状与控制形状的差值函数为目标函数,应用有限元法和遗传算法建立了求解基于PLZT光致伸缩驱动器层合梁非接触形状控制问题的一般方法。数值模拟的结果验证了该方法有效,表明该方法能够很好地实现光电层合梁结构的非接触形状控制。     

平流层飞艇太阳电池阵发电功率计算及分析

针对圆柱曲面形状的平流层飞艇太阳能电池阵,提出了计算其发电功率的解析表达式;针对任意曲面形状的平流层飞艇太阳能电池阵,提出了一种准确方便的数值计算方法。针对飞艇通常采用的旋转对称组合椭球外形,提出了一种近似解析计算方法,将该解析计算方法和数值计算方法的计算结果进行比较后发现,近似解析方法日发电量计算结果精度可达0.1％,可以替代精确数值方法用于飞艇太阳能系统的设计和分析。最后,对平流层飞艇太阳能电池阵发电功率特性进行了详细分析,得到了平流层飞艇运行的季节、纬度、姿态、电池阵形状和安装位置等因素对其发电功率特性的影响规律。结果表明,以上因素与太阳电池阵面积和光电转化效率一样会对飞艇太阳电池发电功率造成重大影响。     

科普走廊

[英国《焦点》月刊文章]题：问与答 问：我们能不能利用现有的技术移民火星？ 答：需要稍作调整。目前的一些技术能够帮助我们在火星上建立家园。首要的任务之一将是获得电能。核燃料密度很大,因此可以比较容易地运送到移居地。太阳能发电是另一种选择,但火星从太阳获得的能量只是地球获得量的一半左右,因此我们就需要大大改进的太阳能电池板。     

"信使"启程探水星

经过多次发射推迟后，人类研制的第一颗水星轨道探测器“信使”终于在美国东部时间8月3日凌晨2时16分(北京时问14时16分)，由波音公司的德尔它2H-7925型运载火箭在卡纳维拉尔角空军站发射升空。升空57分钟后，探测器进入一条太阳轨道。入轨后，它自动展开了两块太阳能电池板，并开始向地面发送状态数据。按计划，探测器将于2011年3月进入环绕水星运行的轨道，对水星展开为期至少1年的科学探测。     

光致伸缩作动器对开口球壳的主动振动控制

基于电压源模型,推导出薄膜式光致伸缩作动器应变与光强的本构关系。建立光电层合球壳系统动力学方程及模态控制方程。利用规格化后的模态控制因子对球壳子午线方向及圆周方向的薄膜与弯矩效应进行评价,不同位置下的模态控制因子为作动器布局优化提供了依据。将LQR控制算法与光源激励策略相结合,确定光电层合球壳系统的主动控制策略。进行主动振动控制仿真,得到球壳位移及控制光强响应曲线。仿真结果表明,在较低能量的控制光强下,光致伸缩作动器可实现对球壳的主动振动控制,且振动抑制效果明显。
     

2007年航天员舱外活动回顾

2007年是国际空间站加紧建设的重要之年,共有3架航天飞机、3艘货运飞船和2艘联盟飞船对接空间站,全年累计进行舱外活动高达22次,“和谐”号连接舱、新结构组件和太阳能电池板纷纷就位,空间站总体积显著增大。本文主要回顾了今年舱外活动的任务执行情况和出现的问题及故障,以供参考。     

太阳电池板热真空试验降温过程分析

为了得到太阳电池板在热真空试验降温时的正、背面温差和温度变化规律,文章建立了太阳电池板的热物理模型,根据太阳电池板厚度、背面发射率、纵向当量导热系数、高温平衡时的正面温度以及热沉温度,推算出电池板在高温平衡时的背面温度,进而得出电池板的正、背面温差;采用集总参数法进行分析,得出电池板降温时的降温时间表达式及电池板温度与时间的关系式;经过理论计算与试验数据的对照分析表明,降温时间理论表达式可以近似作为电池板降温时间的预测依据。研究结果可以为电池板热真空试验的热分析、电池板降温过程预测以及低温控制提供参考。     

美国为下一代载人航天器选定隔热板材料

据《科技日报》2009年3月30日报道，光电装备作为实施精确打击和一体化信息作战的必要手段，是现代武器装备的“神经”和作战效能的“倍增器”。军械工程学院军械技术研究所日前研制出“光电装备野战测量设备”，填补了我军光电装备野战条件下检测、计量的空白。光电装备在现代战争中发挥着非常重大的作用，但是光电装备一旦出现故障，将导致精确打击武器作战效能丧失。受技术水平制约，以往我军光电装备的检测维修主要靠送厂实施。这在平时影响装备的完好率、在位率、配套率，战时贻误战机。军械技术研究所历时近20年，在课题组的共同努力下，突破了传统的实装实地测量模式，攻克了小型化多波段综合的模拟靶标生成、多类型激光光场模拟等支撑光电装备野战测量设备研制的核心技术，     

空间太阳能热动力发电系统吸热蓄热器热性能研究

空间太阳能热动力发电系统是一种新型空间电力系统。吸热蓄热器是太阳能热动力发电系统关键部件之一。吸热蓄热器采用的蓄热方式是相变蓄热。本文以NASA 2kW太阳能热动力发电系统地面试验采用的吸热蓄热器为研究对象，建立了吸热蓄热器的三维传热数值模型，可以模拟轨道周期内、各种工作参数下吸热蓄热器的热损失、工质温度、容器单元温度、PCM熔化率以及PCM潜热利用率等主要参数的变化。通过与蓄热换热管地面蓄放热试验结果比较，验证了方法的可靠性。在对传统吸热蓄热器结果进行分析的基础上提出了吸热蓄热器的改进方案——组合PCM热换管概念，并与传统吸热蓄热器性能进行了对比分析。     

绳系空间太阳能电站动力学响应分析

利用绝对节点坐标方法研究绳系空间太阳能电站在轨飞行的太阳能电池板动力响应。通过勒让德变换引入广义动量,在约束哈密尔顿体系下建立轨道、姿态和弹性振动耦合的动力学方程。基于祖冲之类方法的思想,结合辛龙格-库塔方法对微分-代数方程进行数值求解。数值算例说明本文建模方法和数值算法都是有效的,能很好地保持系统约束和能量。最后分析了绳长、平台系统的质量、轨道高度对于梁中点挠度和轴向平均应变的影响。     

GaN基半导体技术的空间应用研究与展望

空间太阳能电站需要高效率、良好环境适应性和长寿命的新型光电转换材料和大功率半导体器件。从功率器件和太阳能电池两个方面,概述了宽禁带半导体在太阳能技术中的应用和研发动态。采用宽禁带半导体设计的GaN高效固态功放和禁带宽度从0.7 eV(InN)～3.4 eV(GaN)连续可调的InGaN直接带隙的太阳能电池具有可靠性高、效率高、体积小、质量轻、高抗辐射能力等优点。因此,随着GaN基宽禁带半导体材料及器件的进一步发展,可助推空间太阳能电站早日实现。     

不规则形状小行星引力环境建模及 球谐系数求取方法

在实施小行星探测任务之前,需要对不规则形状小行星的引力场有一个清楚的认识,以便于进行环绕或着陆小行星的轨道设计。文章提出了一种小行星引力场建模及球谐系数的求取方法。首先,由多面体模型方法重构出小行星外部的引力环境并以此作为虚拟观测量。在此基础上,根据球谐系数与引力势能间的关系,通过求解超定线性方程组得到小行星引力场的各阶次球谐系数。与传统的将小行星近似成三轴椭球体进而计算球谐系数的方法相比,该方法可大幅度提高引力场建模的精度。通过与由NEAR探测器轨道数据解算的Eros433小行星的球谐系数比较表明,其最大误差不超过6%。计算表明,该方法可以为小行星探测任务发射前的轨道设计提供更为精确的数据。     

防热大底外形对火星探测器气动特性的影响分析

采用基于等效比热比的数值模拟方法,研究球锥和球头两种类型的火星进入探测器防热大底形状。对于每种外形分析关键几何参数对探测器基本气动性能的影响,并比较两类防热大底形状气动特性的差异。与球头形状的防热大底布局相比,球锥形状的防热大底布局一般阻力更大,对流加热量也更大,气动稳定性裕度更小。研究结果表明,从气动性能的角度来讲,70°半锥角的球锥防热大底布局对于火星进入探测器的设计而言并非最优的选择,适当设计的球头防热大底布局能够具有更好的性能。     

山西省大同光伏电站Pleiades卫星影像

正该图(成像时间为2017年7月12日)是世界首座具有熊猫形状的大同光伏电站Pleiades卫星0.5m彩色融合影像。该项目由熊猫绿色能源集团建设,可在25年内提供32亿度的绿色电力。电站由黑色的单晶体硅太阳能电池和白色的薄膜太阳能电池组成。     

充液柔性航天器刚-液-柔耦合动力学研究的凯恩方法

借助凯恩方法对携带太阳能帆板的充液航天器耦合系统进行动力学建模,采用六自由度描述航天器的轨道及姿态运动,由运动脉动球模型模拟贮箱内液体燃料的晃动,根据几何非线性变形的假设引入太阳能柔性帆板的动力刚化效应并建立了航天器刚-液-柔耦合系统动力学模型.最后,为了验证理论的正确性和模型的合理性进行了数值仿真,结果表明微重力环境...     

太空发电站地面接收站附近电磁环境评估

随着全世界范围对能源的需求量与日俱增，空间太阳能发电概念为人类全面开发利用空间太阳能提供了可能；其中，微波电能传输是实现空间太阳能发电的一种极具潜力的技术方案，受到前所未有的重视。与传统能源（煤炭/石油/核能）类似，空间太阳能发电必然影响地球环境，尤其是微波电能传输使用高功率的微波长时间、固定位置穿透大气层并长期照射地面接收站，必须研究和分析空间太阳能发电对环境的影响。因此，通过对太空发电站系统相关参数的分析，利用基于等效原理的口径场法推导出地面接收站系统附近场强的计算公式，进一步通过对发射天线照射区域进行划分的方法分别仿真地面接收天线中心位置和边缘位置处的场强。最后根据我国政府制定的电磁辐射曝露限值管理标准提出公众、工医科设备及通信系统不受地面接收站电场强度影响的安全区域范围。     

瑞士联合欧洲13国进行光伏薄膜电池技术攻关

据中国科技部网站2012年8月16日消息,最近,瑞士国家材料科学与技术实验室(Empa)联合欧洲13国向欧盟递交了先进太阳能薄膜电池以及光伏发电装置的申请。该实验室已证实,薄膜太阳能电池与传统的硅半导体太阳能电池相比,更可能有效利用材料和降低太阳能光伏发电设备的生产成本。