包郵太陽能發電衛星白皮書-URSI SPS國際委員會工作組報告

作者：URSISPS國際委員會工作組著

出版社：中國宇航出版社出版時間：2013-03-01

開本： 32開 頁數： 308

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版權信息
本書特色
內容簡介
目錄

太陽能發電衛星白皮書-URSI SPS國際委員會工作組報告版權信息

ISBN：9787515903224
條形碼：9787515903224 ; 978-7-5159-0322-4
裝幀：70g膠版紙
冊數：暫無
重量：暫無
所屬分類：
工業技術
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能源與動力工程

太陽能發電衛星白皮書-URSI SPS國際委員會工作組報告本書特色

空間太陽能發電是一項非常宏大的航天工程，是國際航天領域發展的一個重要方向。由于其系統復雜、工程巨大，距離真正的工程實施還有很大的差距，需要眾多的技術積累和突破，特別是無線能量傳輸技術。譯者選擇國際無線電科學聯合會2007年發表的“Reportofthe URSIInter- Commission Working GrouponSPS”報告進行翻譯，全面展示了國際上在此領域的發展歷史和*新進展，特別針對空間太陽能發電核心技術之一的無線能量傳輸技術的相關問題進行了詳細的闡述。《太陽能發電衛星白皮書--URSI SPS國際委員會工作組報告(精)》由URSI SPS國際委員會工作組所著，本書是我國**部關于空間太陽能發電的譯著，主要讀者對象為理工科本科生、研究生和相關領域的工程技術人員。

太陽能發電衛星白皮書-URSI SPS國際委員會工作組報告內容簡介

空間太陽能發電是一項非常宏大的航天工程，是國際航天領域發展的一個重要方向。由于其系統復雜、工程巨大，距離真正的工程實施還有很大的差距，需要眾多的技術積累和突破，特別是無線能量傳輸技術。譯者選擇國際無線電科學聯合會2007年發表的“Report of the URSI Inter-Commission Working Group on SPS”報告進行翻譯，全面展示了國際上在此領域的發展歷史和*新進展，特別針對空間太陽能發電核心技術之一的無線能量傳輸技術的相關問題進行了詳細的闡述。本書是我國**部關于空間太陽能發電的中文圖書，主要讀者對象為理工科本科生、研究生和相關領域的工程技術人員。

太陽能發電衛星白皮書-URSI SPS國際委員會工作組報告目錄

目錄第1章太陽能發電衛星研發背景.............1 1.1未來100年的人類生活.................1 1.2未來50年的能源需求..................1 1.2.1化石燃料的需求和產量預測.........1 1.2.2化石燃料所排放的CO2..............5 1.3京都議定書（Kyoto Protocol）與全球變暖..9 1.4可持續能源...........................10 1.4.1地面太陽能..................10 1.4.2水能..................11 1.4.3風能..................11 1.4.4生物質能..................12 1.4.5地熱能..................12 1.4.6氫能..................12 1.4.7海洋熱能..................12 1.4.8潮汐能..................12 1.4.9波能..................13 1.5作為可持續能源的太陽能發電衛星..13 1.6核能..................13 參考文獻..................14 第2章太陽能發電衛星發展現狀..................16 2.1 SPS的特征..................16 2.1.1基本概念..................16 2.1.2不排放CO2的清潔能源..................18 2.1.3與地面光伏電站的比較..................19 2.1.4經濟性..................21 2.2 SPS系統..................22 2.2.1空間段..................22 2.2.2地面段..................23 2.3 SPS關鍵技術..................24 2.3.1發射和運輸..................24 2.3.2太陽能發電系統..............28 2.3.3熱控技術..................32 2.3.4微波能量傳輸..................35 2.3.5目標檢測和波束控制............43 2.3.6整流天線和地面網絡............46 2.4 SPS研究：技術發展現狀............50 2.4.1美國的研究..................51 2.4.2日本的研究..................56 2.4.3歐洲的研究..................65 2.4.4全球的活動..................71 參考文獻..................72 第3章太陽能發電衛星無線電技術.............82 3.1微波能量傳輸技術.......................83 3.1.1利用電磁波傳輸能量.................83 3.1.2 Friis傳輸方程的應用...............85 3.1.3微波能量傳輸的特征.................85 3.2微波器件...............................86 3.2.1微波半導體.........................87 3.2.2微波真空管.........................87 3.2.3移相器和功率分配器..................89 3.2.4微波器件、電路和系統................89 3.3波束控制................................92 3.3.1傳輸效率............................92 3.3.2單元之間的相位同步..................92 3.3.3反向導引............................93 3.3.4軟件反向導引系統...................94 3.3.5天線陣列的振幅和相位誤差的影響.....94 3.3.6目前的天線技術和未來發展預測.......95 3.4整流天線...............................95 3.5測量和校準.............................96 3.5.1地面和空間的巨型天線陣列測量.......97 3.5.2整流天線測量.......................97 3.5.3天線增益和相位誤差的自校準.........97 3.5.4SPS天線測試項目....................97 3.6衍生技術..............................101 參考文獻..................................104 第4章太陽能發電衛星的影響和效應..........108 4.1與空間和大氣之間的相互作用.............108 4.1.1大氣的影響.........................108 4.1.2電離層的影響.......................110 4.1.3電推進對磁層的影響.................112 4.2與其他無線電業務和應用的兼容性.........113. 4.2.1與射電天文等其他業務的兼容性.......114 4.2.2太陽能電池的反射和熱發射...........116 4.3 MPT對人類健康和生物的效應.............117 4.4風險預防準則...........................120 4.5 SPS的優點和缺點總結...................120 4.5.1 SPS的優勢.........................120 4.5.2 SPS 的缺點.........................121 4.5.3 SPS的其他問題.....................122 4.5.4 SPS的優缺點問答...................123 參考文獻...................................126 第5章國際無線電科學聯合會與太陽能發電衛星..130 5.1技術....................................130 5.2環境....................................131 第6章深入閱讀.............................133 附錄A世界微波能量傳輸活動.................136 A.1早期的歷史..............................136 A.2美國的活動.............................140 A.3加拿大的活動...........................140 A.4日本的活動.............................141 A.5歐洲的活動.............................143 參考文獻..................................144 附錄B各種太陽能發電衛星模型...............147 B.1 Glaser的 SPS概念方案..................147 B.2 SPS 2000..............................148 B.3太陽盤（Solar Disc）..................149 B.4算盤反射器構型.........................151 B.5 NEDO 模型.............................151 B.6 JAXA模型..............................152 B.7發展路線圖.............................153 參考文獻...................................154 附錄C美國的研究工作.......................155 前言.......................................155 C.1概述....................................156 C.1.1什么是空間太陽能電站................156 C.1.2為什么空間太陽能電站是一種重要的解決方式157 C.1.3*新SSP研究工作的主要結論.........158 C.2美國SPS和SSP活動簡史（1960~1970年）..159 C.2.1 20世紀70年代進行的太陽能發電衛星的研究160 C.2.2中斷期（20世紀80年代~20世紀90年代初）162 C.3 NASA“Fresh Look”研究（1995~1997年）..162 C.3.1太陽塔方案..........................163 C.3.2太陽盤方案..........................165 C.3.3結論................................166 C.4 SSP概念定義研究（1998年）..............166 C.5 SERT計劃（1999~2000年）................167 C.5.1 Abacus方案.........................169 C.5.2 ISC方案............................170 C.5.3 SERT計劃的結束......................170 C.6 NRC評審（2000~2001年）..................171 C.7 NASA—國際科學基金會（NSF）—電力研究協會（EPRI）聯合研究（2001~2003年）..................171 C.8 NASA近期的SSP及相關技術研發（2004~2005年）172 C.9總結和結論...............................173 C.9.1一般性的發現.........................174 C.9.2環境問題.............................177 C.9.3廣泛應用.............................178 C.9.4未來發展方向.........................185 參考文獻...................................189 附錄D日本的研究工作.......................193 D.1JAXA模型................................193 D.1.1 2001模型...........................193 D.1.2 2002模型...........................194 D.1.3 2003模型（編隊飛行SPS）...........196 D.2發射和運輸..............................197 D.2.1發射................................197 D.2.2運輸................................198 D.3太陽能發電..............................201 D.3.1太陽能聚光器........................201 D.3.2發電技術............................205 D.4熱控技術................................209 D.4.1微波SPS的熱控......................209 D.4.2熱工況..............................210 D.4.3能量轉化模塊的溫度..................213 D.4.4減少太陽能電池上的熱負荷............215 D.5 SPS的微波能量傳輸......................218 D.5.1與SPS相關的主要參數................218 D.5.2微波發生器..........................220 D.5.3微波天線............................224 D.5.4波束控制............................225 D.6整流天線與地面段........................229 D.6.1微波接收器（整流天線）..............229 D.6.2天線組件............................230 D.6.3整流電路............................232 D.6.4微波接收概述........................233 D.6.5整流天線研究的近期發展趨勢..........235 D.6.6整流天線商業化相關問題.............237 D.6.7地面電網............................238 D.7 SPS的經濟性............................239 D.7.1SPS成本模型.........................239 D.8環境與安全問題..........................245 D.8.1運輸過程............................247 D.8.2部署和維護過程......................247 D.8.3微波輻射傳輸的影響..................247 D.9基于激光的SPS研究......................249 D.9.1激光能量傳輸........................249 D.9.2直接太陽能泵浦激光振蕩..............250 D.9.3太陽能泵浦激光系統設計..............252 D.9.4 L-SPS參考模型......................252 參考文獻...................................254 附錄E歐洲的研究工作（ESA報告）............257 摘要.......................................257 E.1引言...................................258 E.2動機和框架.............................258 E.2.1全球范圍...........................258 E.2.2歐洲范圍...........................261 E.3目標...................................261 E.3.1邊界條件...........................262 E.3.2綜合：空間系統和地面工廠...........263 E.4歐洲的方法.............................263 E.4.1歐洲空間太陽能發電研究網絡.........263 E.4.2與地面太陽能發電專家的結合.........263 E.4.3電力消耗曲線.......................263 E.4.4供應方案...........................263 E.4.5發射成本...........................264 E.5參考系統——地面.......................265 E.5.1光伏發電技術.......................265 E.5.2太陽能熱發電技術...................266 E.5.3儲能系統...........................267 E.5.4傳輸系統...........................267 E.6參考系統——空間.......................268 E.7對比結果...............................269 E.7.1基礎負載電力供給...................269 E.7.2非基礎負載的能源供給...............272 E.7.3能量回收時間——主要的有效性因素...273 E.8結論...................................275 參考文獻...................................276 附錄FURSI十個科學委員會及其關注領域.......279 F.1委員會A：電磁方法、電磁測量與標準......279 F.2委員會B：場和波，電磁理論和應用........279 F.3委員會C：無線電通信系統與信號處理......280 F.4委員會D：電子學與光子學................280 F.5委員會E：電磁噪聲與干擾................280 F.6委員會F：波的傳輸和遙感（行星大氣、表面和淺表層）..........................281 F.7委員會G：電離層無線電和傳播（包括電離層通信和電離介質的遙感）..............281 F.8委員會H：在等離子體中的波（包括空間和實驗室等離子體）....................282 F.9委員會J：射電天文（包括天體的遙感）....282 F.10委員會K：生物學和醫學中的電磁問題.....282 英文縮寫詞.................................283

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