【科技日報】軍民攜手讓太空電能“下凡”

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                  在距離地面3.6萬公里的太空,建太陽能電站,向地面提供電力,這一看似“天方夜譚”的項目卻在重慶落地。近日,在重慶璧山舉行的空間太陽能電站技術暨第三屆重慶軍民深度融合產業發展交流會上,璧山區與重慶大學、中國空間技術研究院西安分院、西安電子科技大學聯合簽署合作協議。這標志著我國空間太陽能電站實驗基地在璧山啟動建設。

                  這樣的項目為什么會落地重慶?這與重慶軍民融合協同創新研究院(以下簡稱創新研究院)的探索分不開。

                  建空間太陽能電站不是天方夜譚

                  空間太陽能電站即在地球同步軌道上建立太陽能電站收集太陽能,并通過無線能量傳輸方式向地面提供持續電力的天地一體化發電系統。

                  中國工程院院士、重慶大學教授楊士中介紹,因為太陽能經過大氣層時會衰減,在地面上的利用率并不高,不過在太空中,太陽能卻非常充裕。每平方米太陽能電池在我國西北地區的最高發電功率約0.4千瓦,在平流層的發電功率達7千瓦—8千瓦,而在距離地球表面約3.6萬公里的地球同步軌道上,發電功率可達10千瓦—14千瓦。如果能夠攻克空間太陽能發電技術,則從根本上可以解決人類對清潔能源和環境保護的需求。因此,空間太陽能電站被稱為“能源領域的偉大變革”。

                  目前,美國、日本等國家已在空間太陽能電站領域展開研究。2008年,我國將空間太陽能電站研發工作納入國家先期研究規劃,近年來提出了平臺非聚光型、二次對稱聚光型等空間太陽能電站方案,同時在無線能量傳輸等關鍵技術方面取得重大進步。

                  然而,在3.6萬公里的太空建電站,絕非易事,需要攻克材料運送、太空制造、電能運輸等技術難題。2015年,楊士中團隊率先發起微波輸能與空間太陽能電站領域攻關,目前已完成了一套具備高空系留錨定能力的氦氣浮空平臺及其微波輸能載荷的研制。

                  下一步的研究不僅需要場地,更要集眾智、匯眾力,匯聚多方資源。在哪里做?如何做?需要有一個創新試點區。

                  產業研究基地讓好項目有了落腳點

                  2016年11月21日,重慶市璧山區成立了重慶軍民融合協同創新研究院。該院由璧山高新區聯合國防科工局經濟技術發展中心、重慶大學教育部深空探測聯合研究中心、上海宇航系統工程研究所、中國電子科技集團第十一研究所、重慶科學技術研究院等高校院所共同組建。

                  創新研究院副院長謝更新介紹,成立該院就是希望積極落實國家軍民融合發展戰略,抓住國家和重慶市建設國家軍民融合創新示范區契機,加快軍民技術轉移和軍民科技成果轉化,在重慶市軍民融合發展領域先行先試,將其打造為全國具有影響力的軍民融合發展創新平臺。

                  “重慶大學目前把璧山作為軍民融合的產業研究基地,將國防技術進行轉移轉化。”重慶大學副校長廖瑞金說,太空太陽能電站就是其中一項主要的合作。璧山空間太陽能電站實驗基地技術團隊以重慶大學楊士中團隊為主,聯合重慶大學輸配電裝備及系統安全與新技術國家重點實驗室、西安電子科技大學段寶巖院士團隊、中國空間技術研究院西安分院微波技術重點實驗室、中國航天科技集團錢學森空間技術實驗室空間能源技術研究中心等單位共同組建。

                  璧山實驗基地主要承擔的任務包括:構建基于臨近空間浮空平臺的小型太陽能電站,并實現空對地微波(和激光)無線傳能,地面接收裝置再將微波或激光束能轉變為電能,送入重慶供電網。最終完成空間太陽能電站的相關模擬實驗。

                  廖瑞金說,太空太陽能電站的建設既是長遠之策,又是系統工程。在璧山實驗基地進行前期演示模擬與驗證,將為未來中國真正在太空建立太陽能電站打下基礎。也通過重慶大學和璧山高新區建設科學研究實驗平臺,為國內乃至全球科學家搭建太空能源技術的公共平臺,并將部分科研成果進行轉化。

                  搭建平臺加速技術轉移轉化

                  “創新研究院重點圍繞人工智能、新一代信息技術、空間信息、新型材料等軍民兩用新技術領域,聯合各方資源開展合作研究。”謝更新介紹,自2016年創新研究院成立以來,聯合地方高校、科研院所、軍工及民營企業等協同創新,推進軍民融合深度發展,開啟科技成果轉化快捷通道,成效顯著。

                  如何讓軍民兩用技術資源的共享和轉移轉化更加順暢?

                  “空間太陽能電站的建設是一項宏偉的系統工程,涉及眾多重要技術領域,我們鼓勵更多的民營企業參與其中,也歡迎致力于相關領域研究的單位和專家共同加入。”謝更新表示,創新研究院正在積極對接重慶科技大市場等機構,并得到國家國防科工局的支持,在璧山設立了國防科技工業局經濟技術中心(原協作配套中心)西南工作部,搭建集科研政策咨詢、科技要素價值評估、科技資源共享、市場交易、技術轉移孵化等于一體的軍民兩用技術轉移轉化交易平臺。

                  同時,創新研究院還在積極打造國家級軍民融合高端創新型孵化器。以科技型創業企業為服務對象,依托軍民融合產業聯盟,完善充實科技型中小企業共享服務平臺,挖掘優秀軍民兩用技術成果,扶持和培育“民參軍”“軍轉民”科技成果產業化。

                  新體系打造軍民融合發展高地

                  謝更新說,以建設太空電站為契機,璧山將以承接國家重大科學工程為戰略布局,推動重大科學裝置集群落地,建設國家重點實驗室、新型研發機構、知名企業研發中心、新型孵化器等科技平臺,創新引智,打造以太空電站為中心的新能源產業技術聚集區。除此之外,重慶大學在特種機器人、微納傳感器等軍民兩用技術上的成果也將在這里得到轉化。

                  “目前我們已成立得潤汽車電子研究院、眾泰新能源汽車研究院、黃桷樹智能傳感器研究院、瑞普智能機器人研究院4個專業研究院。”謝更新說,創新研究院按照“1+10+N”創新體系建設。“1”即重慶軍民融合協同創新研究院,“10”指10個左右專業研究院,“N”即企業各類創新研發機構,促進40%以上規上工業企業建立研發機構。

                  謝更新表示,研究院按照“發展一個、培育一個、成熟一個、啟動一個”的原則,選擇有影響力的龍頭企業或吸引大型軍民企業來璧山建立專業研究院。這樣能提升核心技術創新能力,引領技術發展方向;又能以技術和產品為目標,在創新能力突出、R&D投入占比高的中小企業建立研究所和企業技術研發中心,提高企業產品的競爭力。

                  同時,為了更好地促進軍地合作,加速科研項目轉化落地,創新研究院還成立了軍民融合產業聯盟。以紅宇精工為理事長單位,聯合青山、嘉陵、虎溪電機等重點軍工企業和有能力、有基礎、有意向的民營企業成立璧山軍民融合產業聯盟,集聚優勢資源,打造軍民融合發展高地。

                  來源:科技日報

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