太阳能卫星-它是如何工作的，结构，应用，优势

太阳能卫星(SPS)帮助从“太阳”捕获能量并传输到地球。本文详细介绍了什么是太阳能卫星(SPS)，它的结构，它的工作原理，它的应用，优点和缺点。

什么是太阳能卫星

太阳能卫星基本上是利用太阳能发电。1968年，科学家彼得·格拉泽(Peter Glaser)提出了从太空向地球传输能量的概念。

图1 - SPS简介

空间中的能量，即阳光被捕获并转换为直流电(直流)。使用转换器将其转换为微波功率。使用微波天线也称为整流天线，微波被定向到地球上所需的位置。

SPS在大气外的真空环境中运行。它可以是化石燃料的最佳替代品或替代品。这种通过太阳能卫星发电不会造成污染，也不需要传输线或电缆将电力传输到所需的位置。

2008年，日本宣布空间太阳能发电为国家目标。2020年5月，美国海军研究实验室进行了首次太阳能发电测试。在不久的将来，空间太阳能将不再使用化石燃料，并将提供清洁能源。

图2 -太阳能卫星图像

SPS体系结构

该系统建议由三个主要部分组成，即:

• 发射机模块
• 接收器模块

发射机模块

最初，太阳能光子通过太阳能电池转化为直流电。这些是由硅或砷化镓组成的半导体电池，有助于将太阳能转化为电能。188bet登入官网这些光伏电池耐热和辐射降解。

直流电被转换成微波，通过天线传输。这是通过速调管或磁控管等微波振荡器实现的。微波的频率范围从0.3 - 300千兆赫。

或者，直流电可以转换为红外激光辐射，并作为激光束传输到接收模块。微波以能量束的形式传送到地球表面的接收器。

接收器模块

接收天线被称为依．它接收从发射机模块发射的微波功率。单个卫星可以为不同的整流天线供电。最初配备导波束的整流天线接收发射波束。整流天线是由数十亿个偶极天线组成的网格。

接收到的功率使用整流电路进行整流，将微波功率转换为直流功率。直流电经过处理后转换为交流电(交流电)，并通过传输线供电。接收模块有一个控制单元，帮助保持太阳能卫星的太阳能电池面向太阳的方向。它还可以检查卫星的位置。

图3 -太阳能卫星的结构

太阳能卫星是如何工作的

美国宇航局提出的SPS参考系统由一颗带有大量光伏电池的卫星组成，也称为太阳能阵列。这颗卫星在地球赤道上方的地球同步轨道上运行。

控制单元控制卫星的位置和运行。太阳能电池板朝向“太阳”，以便最大限度地捕获太阳能。它通过旋转关节控制发射器和接收器的对准。这有助于在传输和接收是可靠和有效的。

太阳能被转换成直流(直流电)，并进一步转换成微波，传输到地球表面的接收器模块。接收模块接收微波能量并转换成直流电。这被进一步处理成交流电，并通过传输线发送到指定地点。

图4 - SPS的工作原理

太阳能卫星的应用

这些应用包括:

• 它可以用来发电。
• 它还可以为太空飞行器提供动力。
• 它也可用于天基应用。

太阳能卫星的优势

优势包括:

• 由于没有扩散气氛，它提供了更高的收集速度和更长的收集周期。
• 传输到所需的位置是可能的和简单的。
• 由于太阳光到微波的转换是在大气层外进行的，因此由于大气中的反射和吸收而造成的能量损失可以忽略不计。
• 由于太阳能不排放温室气体，是一种可持续的清洁能源。

太阳能卫星的缺点

缺点是:

• 实施成本高。
• 系统很复杂。
• 由于高辐射和微流星体的影响，太阳能卫星容易损坏。
• 电力的储存也是一个问题。
• 使用速调管提供均匀的功率束是至关重要的。

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