科技前沿探秘丛书--图解空间太阳能电站

图书标准信息

• 作者 侯欣宾 编著
• 出版社 化学工业出版社
• 出版时间 2023-05
• 版次 1
• ISBN 9787122427366
• 定价 79.80元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 200页
• 字数 197千字

【内容简介】

空间太阳能电站作为服务于能源领域的航天重大装备系统，有望成为利用空间能源为人类提供规模巨大、持续、稳定的清洁绿色电力的重要基础设施。本书以图文结合的方式，从全球气候变化与碳中和目标背景入手，介绍了空间太阳能电站的发展背景、国际发展现状、典型空间太阳能电站概念，并针对重要的空间大功率太阳能发电、无线能量传输系统以及空间太阳能电站的运输及在轨构建模式进行了阐述，最后以我国提出的、在国际上具有重要影响的多旋转关节空间太阳能电站为例进行了系统方案介绍。本书内容全面、图文并茂，便于读者快速全面地了解空间太阳能电站的发展背景和现状，理解空间太阳能电站的技术特点、系统组成及涉及的相关技术，适合于从事航天、能源、电气、机械、电子等专业方向的高等院校学生阅读，也可供从事空间太阳能电站研究的科研人员参考使用。

【作者简介】

无

【目录】

第1章  空间太阳能电站发展背景与现状  1 

1.1　概述  1 

1.2　全球气候变化与碳中和目标  3 

1.2.1　温室效应及其影响  3 

1.2.2　联合国气候变化框架公约及全球碳中和目标  6 

1.2.3　新能源发展现状  8 

1.3　利用空间技术解决全球变暖问题  11 

1.3.1　全球变暖可能的航天解决方式  11 

1.3.2　空间太阳能电站的概念  15 

1.3.3　空间太阳能电站的特点  17 

1.4　国际空间太阳能电站发展概况  20 

1.4.1　美国  20 

1.4.2　中国  22 

1.4.3　日本  23 

1.4.4　欧洲航天局  25 

1.4.5　其他国家  26 

第2章  空间太阳能电站设计基础  29 

2.1　运行轨道特性  29 

2.2　空间环境特性  33 

2.2.1　空间环境  33 

2.2.2　空间环境对空间太阳能电站的影响  37 

2.3　空间太阳能电站组成  39 

2.3.1　空间太阳能电站工程组成  39 

2.3.2　空间太阳能电站系统组成  40 

2.3.3　空间太阳能电站能量传输链路  42 

2.4　无线能量传输方式比较  44 

第3章  典型空间太阳能电站方案  47 

3.1　空间太阳能电站分类  47 

3.2　非聚光连续传输型空间太阳能电站  48 

3.2.1　1979 SPS参考系统  48 

3.2.2　多旋转关节空间太阳能电站  50 

3.2.3　K-SSPS  51 

3.2.4　模块化多旋转关节空间太阳能电站  52 

3.3　非连续传输型空间太阳能电站  54 

3.3.1　太阳塔  54 

3.3.2　SPS 2000  55 

3.3.3　太阳帆塔  57 

3.3.4　绳系空间太阳能电站  58 

3.3.5　微波蠕虫  61 

3.4　聚光连续传输型空间太阳能电站  63 

3.4.1　集成对称聚光系统  63 

3.4.2　二次反射集成对称聚光系统  64 

3.4.3　任意相控阵空间太阳能电站  65 

3.4.4　SSPS-OMEGA空间太阳能电站  68 

3.4.5　CASSIOPeiA空间太阳能电站  69 

3.5　激光传输空间太阳能电站  71 

3.5.1　激光传输空间太阳能电站  71 

3.5.2　太阳光直接泵浦激光空间太阳能电站  73 

3.6　月球太阳能电站  75 

第4章  空间大功率太阳能发电系统  77 

4.1　空间太阳能发电方式  77 

4.2　空间用太阳电池  79 

4.3　空间太阳电池阵  84 

4.3.1　典型空间太阳电池阵  84 

4.3.2　空间聚光太阳电池阵  85 

4.3.3　柔性太阳电池阵的折叠展开形式  91 

4.4　空间电力传输与管理方式  98 

第5章  无线能量传输系统  101 

5.1　微波无线能量传输  101 

5.1.1　微波无线能量传输系统组成及特点  101 

5.1.2　微波无线能量传输系统效率链  102 

5.1.3　微波频率选择  103 

5.1.4　天线尺寸选择  104 

5.1.5　微波功率源选择  106 

5.1.6　微波能量接收转化  107 

5.1.7　微波发射天线  108 

5.1.8　微波波束方向控制  110 

5.2　激光无线能量传输  114 

5.2.1　激光无线能量传输系统组成  114 

5.2.2　激光无线能量传输系统效率链  115 

5.2.3　大功率激光器  116 

5.2.4　激光发射系统  121 

5.2.5　高效激光接收转化  124 

5.2.6　激光无线能量传输的可能应用场景  128 

5.2.7　月球激光无线能量传输  130 

第6章  空间太阳能电站运输、在轨构建及末期处理  133 

6.1　空间太阳能电站组装运输模式分析  133 

6.1.1　近地轨道组装运输模式  134 

6.1.2　地球静止轨道组装运输模式  135 

6.1.3　近地轨道与地球静止轨道组装相结合运输模式  136 

6.2　空间太阳能电站的运输  136 

6.2.1　地面-LEO运输  137 

6.2.2　LEO-GEO轨道间运输  146 

6.3　空间太阳能电站的组装  153 

6.3.1　空间太阳能电站组装设施需求  153 

6.3.2　空间组装服务平台  154 

6.3.3　空间组装机器人  156 

6.4　空间太阳能电站末期处置  161 

第7章  多旋转关节空间太阳能电站  163 

7.1　电站系统组成  163 

7.2　电站构型  165 

7.3　能量转化效率分配  166 

7.4　主要分系统初步方案  167 

7.4.1　太阳能收集与转化分系统  167 

7.4.2　电力传输与管理分系统  171 

7.4.3　微波无线能量传输分系统  175 

7.4.4　结构分系统  178 

7.4.5　方案小结  182 

7.5　空间太阳能电站的运输  184 

7.6　空间太阳能电站的在轨组装  189 

7.7　空间太阳能电站经济性  193 

7.7.1　全周期成本分析流程  193 

7.7.2　电站成本分析结果  194 

参考文献    196