特斯拉的遗产一个向地球输送能量的太空太阳能发电厂正在测试

　　谈到塞尔维亚裔美籍天才科学家尼古拉.特斯拉，就绕不开他的大胆构想无线电能传输实验。虽然，最终因财力不足没有实现，但后来古博(Goubau) 、施瓦固( Sohweing)等人从理论上推算了自由空间波束导波可达到近100%的传输效率，并随后在反射波束导波系统上得到了验证。
　　是的，我们要谈论的就是在太空中建立一个围绕地球运行的太阳能电池板，借此获得的无限清洁能源，并全天候为地球供应能源。
　　事实上，在 太空中收集太阳能并将其无线传输到地球的设想由来已久，  甚至比太空计划还要早，这听起来是不是有点不可思议呢！
　　1891年，特斯拉在成功试验了把电力以无线能量传输的形式送到了目标用电器之后，致力于商业化的洲际电力无线输送， 并且以此为设想建造了沃登克里弗塔。
　　艾萨克·阿西莫夫 (Isaac Asimov) 于 1941 年在他的短篇小说《原因》(Reason) 中也描述了这一点。1968 年，美国航空航天工程师彼得·格拉泽 (Peter Glaser) 在《科学》杂志 上发表了关于这一概念的一篇技术文章——《来自太阳的力量：它的未来》。
　　1970 年代 - 2000 年代初， 太空太阳能受到了广泛关注，因为主要必要的个别技术组件（太空中的太阳能和无线电力传输）得到了展示。NASA 技术报告表明，该概念在技术上是可行的。尽管如此，这个想法在当时在经济上是不切实际的。然而，最近在光伏、结构、电子和较低发射成本方面的进步可能会使太空太阳能在不久的将来成为现实。
　　2013 年 5 月， 尔湾公司董事长兼加州理工学院董事会终身成员唐纳德布伦和他的妻子布里吉特是加州理工学院的受托人，他们投资了 1 亿美元，帮助组建了太空太阳能项目 (SSPP)。
　　2015 年 4 月， Northrop Grumman Corporation 与加州理工学院之间的一项研究协议提供高达 1750 万美元的资金，用于开发实现太空太阳能发电系统所需的科技创新。三位加州理工学院教授共同领导该项目：Harry Atwater、Ali Hajimiri 和 Sergio Pellegrino。
　　2017 年 5 月， 加州理工学院展示了第一个收集太阳能并无线传输太阳能的超轻集成原型。该原型的空气密度为 1.5 kg/m2，比之前的示例轻 10 倍以上。这种模块化元件可以在任意区域重复形成一个大孔径，可以放置在轨道上以收集阳光并将电力传输到任何位置。
　　2017 年 12 月， 第二次迭代功能原型在加州理工学院进行了演示。该原型比第一个版本轻 33%，面密度小于 1 kg/m2。它集成了光伏和电力传输电路，并结合了光束控制。
　　如今，该项目正在接近一个重要阶段：太阳能发电机原型演示机和 射频无线能量传输的发射测试。这是一种部署在太空中，大约2x2米大小的超轻型结构。
　　它是迄今为止最轻的集成多功能原型机已经展示，能够收集阳光，将其转换成射频电能，然后以受控光束无线传输这种能量。
　　当然，该项目还存在局限性，科学家们正在努力克服这些局限性。不仅需要收集足够的阳光转换成射频电能，而且还需要以最小的损失将其传输到地球上。
　　该项目的科学家需要修改一些重要的参数，然后再把功率密度增加几个数量级。例如，太空中的大多数光伏系统都使用高效电池，这些电池都 包含三个集光层 ，且每个集光层的波长都是不同的。这种电池设计是获得最大单位面积功率的最广为人知的方式。 这种电池结构设计是已知的获得单位面积最大功率的最佳方法。
　　太空太阳能电池板概念
　　SSPP 电池全部使用单层光伏材料，单位质量的效率更高，单位面积的效率损失通过光伏在更大面积上的扩散得到补偿。
　　整个太阳能收集系统面积约为 60 平方米，将由相互连接的光伏板以折叠的方式组成。
　　尽管困难重重，但不可否认该项目的潜力是巨大的。这就是人们期待在太空中进行远距离无线能量传输首次演示的原因，该演示计划预计于 2023 年第一季度进行。
　　（本文完结）
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