WPT技术以微波输能、控制及转换原理为基础,它早已在军事、科学及通讯卫星等领域得到广泛应用。家用微波炉的普及,表明微波技术已经成熟。微波理论、锁相技术、磁控管技术及相关控制理论早已成为我国大学电子专业的必修课。在我国各种转换器(如DC/DC、DC/AC等)用于输电配电、稳压电源、能量转换方面十分普遍,其中的开关技术:PWM、ZCS、ZVS等的研究已具有一定水平和深度,为微波能的高效率转换提供了坚实的基础。
另外,我国在雷达技术研究、应用方面具有一定基础,激光技术也已成熟。总之,微波技术、激光技术在许多方面得到了应用,表明我国在WPT技术上已具有相当基础,只要认真组织,对WPT在输能的功率、效率与精度控制等方面进行技术攻关,相信应用于空间电站的WPT技术一定会很快成熟起来。
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