Китай разработва космически слънчеви енергийни системи, които събират енергия в орбита и я излъчват безжично към Земята за осигуряване на непрекъснато електрозахранване. Ранните тестове демонстрираха безжично предаване на енергия на разстояние над 100 м и ефективно микровълново излъчване към движещи се цели, с до 1180 W доставена мощност и обещаваща системна ефективност.
Изследователски екип от китайския университет Сидиян започна първоначални експерименти по проекта Sun Chasing – инициатива, насочена към разработване на мащабни космически слънчеви енергийни системи.
Дългосрочната цел е да се разположи орбитална слънчева инфраструктура, способна да събира енергия в космоса и да я предава безжично обратно към Земята, осигурявайки непрекъснат и независим от времето източник на енергия.
Изследователският екип съобщи, че успешно е демонстрирал безжично предаване на енергия на разстояния над 100 метра до неподвижна цел, както и на повече от 30 метра до движещ се приемник.
Според екипа на проекта, тези ранни тестове са предназначени да валидират ключови компоненти на системата, включително стабилността на лъча и точността на подаване на енергия при променящи се условия.
„В последните тестове системата постигна ефективност на безжично предаване на енергия от 20,8% от постоянен ток към постоянен ток на разстояние от 100 метра. Тя достави 1180 вата мощност“, се казва в изявление на Информационната служба на Китайския държавен съвет.
„Екипът е изградил и система за безжично зареждане на дронове. Тестов дрон, летящ с 30 километра в час, успя да получи 143 вата стабилна мощност от 30 метра разстояние“, допълват от службата.
В предложената конфигурация на системата слънчевата енергия първо се събира с помощта на сферични концентратори, които са проектирани да улавят и фокусират ефективно входящата слънчева светлина върху широка повърхност.
Тази концентрирана слънчева енергия се преобразува в електрическа енергия чрез бордови системи за преобразуване. После енергията се трансформира в микровълново лъчение за безжично предаване.
Микровълновият сигнал се генерира и насочва от кръгла антенна решетка с диаметър 1,2 метра. Тази фазирана решетка осигурява прецизно насочване и контрол на лъча, позволявайки на микровълновата енергия да бъде плътно фокусирана към определена приемна станция, въпреки разстоянието и относителното движение.
На другия край, в приемника, микровълновият лъч се улавя от изправителна антена, наречена ректена, която е с диаметър 5,2 метра. Ректената преобразува входящата микровълнова енергия обратно в използваема електрическа енергия с висока ефективност, като според сведенията улавя около 87% от излъчената микровълнова мощност при тестовите условия.
Проектът Sun Chasing стартира през 2018 г. и достигна важен етап през 2022 г. със завършването на пълна наземна валидация на системата. През 2024 г. екипът съобщи за успешно предаване на енергия на разстояние повече от 55 метра.
„Последните постижения включват подобряване на ефективността на събирането и преобразуването на слънчева енергия, увеличаване на прецизността на управлението на микровълновия лъч за намаляване на загубите на енергия и намаляване на размера и теглото на предаващите и приемащите антени, което е критично за космическите приложения“, каза Дуан Баоян от университета Сидиян.
„Решихме и проблема как да захранваме множество движещи се цели едновременно, използвайки един предавател. Това означава, че в бъдеще една космическа електроцентрала би могла да доставя електричество на няколко спътника или наземни превозни средства едновременно“, допълни той.
Следващата стъпка на изследователския екип по проекта е провеждането на тестове в орбита. Точните срокове за предстоящите изпитания не са обявени.
