引言

隨著人類對(duì)能源需求的不斷提升，并且在我國(guó)已明確提出碳達(dá)峰(2030)與碳中和(2060)時(shí)間表的情況下，清潔、可持續(xù)能源的出現(xiàn)迫在眉睫。相比于水能、核能和風(fēng)能等能源，太陽(yáng)能由于其取之不竭的特點(diǎn)具有更高的應(yīng)用價(jià)值，而空間太陽(yáng)能電站正是高效利用太陽(yáng)能解決當(dāng)下嚴(yán)峻的能源危機(jī)的有效途徑之一。空間太陽(yáng)能電站的關(guān)鍵技術(shù)在于如何把電能傳輸回地面進(jìn)行使用，而從太空到地面的遠(yuǎn)距離中，無(wú)線電能傳輸（Wireless Power Transfer, WPT）技術(shù)是唯一可行的技術(shù)。

WPT技術(shù)是一種借助于無(wú)形介質(zhì)如微波、激光、磁場(chǎng)和電場(chǎng)等實(shí)現(xiàn)電能從源端到負(fù)載端的非接觸電能傳輸技術(shù)，具有安全、靈活和可靠的優(yōu)勢(shì)。WPT技術(shù)目前已在電動(dòng)汽車、植入式醫(yī)療設(shè)備、便攜式消費(fèi)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域得到了廣泛的研究與商業(yè)應(yīng)用[1]。除普通民用產(chǎn)品外，WPT技術(shù)也不同程度地應(yīng)用在水下特種設(shè)備領(lǐng)域[2-3]和航空領(lǐng)域[4-5]。因此，在空間太陽(yáng)能電站中使用WPT技術(shù)的優(yōu)勢(shì)之一是該技術(shù)在其他領(lǐng)域相對(duì)成熟，具有較強(qiáng)的可參考性。除“空-地”電能傳輸?shù)膽?yīng)用外，在空間太陽(yáng)能電站內(nèi)部使用WPT技術(shù)相比于可能空間放電產(chǎn)生危險(xiǎn)的滑環(huán)取電也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。然而，目前國(guó)內(nèi)關(guān)于空間太陽(yáng)能電站W(wǎng)PT技術(shù)的研究?jī)?nèi)容較少且尚不完善，許多關(guān)鍵問(wèn)題亟待解決。針對(duì)上述不足，本文對(duì)空間太陽(yáng)能電站W(wǎng)PT技術(shù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了論述，梳理出了亟待解決的主要問(wèn)題和未來(lái)的研究發(fā)展方向，旨在為后續(xù)相關(guān)科研工作者提供參考和指導(dǎo)。首先，本文分析了空間太陽(yáng)能電站使用WPT技術(shù)的必要性，介紹了用于空間太陽(yáng)能電站的三種WPT技術(shù)；接著，討論了WPT技術(shù)在空間太陽(yáng)能電站中的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀；最后，討論了空間太陽(yáng)能電站W(wǎng)PT技術(shù)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題和研究方向。

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作者信息：

李欣宇，羅雨，葉薇薇，王正之，董碩

（上海航天電子技術(shù)研究所，上海 201100）