来自宇宙的能量：NASA与Ascent Solar的薄膜阵列如何变革太空到地球的能量传输

太空太阳能：市场环境与新兴需求
薄膜太阳能阵列与无线能量传输的进展
太空到地球能量的关键参与者与战略合作
太空能量传输的预计扩展与投资机会
全球热点与太空能源领域的区域倡议
下一代创新与太空到地球能量的未来道路
太空能量传输的障碍、突破与战略机会
来源与参考资料

“2025年的夏天带来了数字健康和远程医疗活动的激增。” (来源)

太空太阳能：市场环境与新兴需求

太空太阳能（SBSP）正迅速从理论概念转变为实际演示，最近的进展突显了其市场潜力。一项里程碑式的发展是NASA与Ascent Solar Technologies之间的合作，重点是旨在高效发电和无线传输的薄膜光伏（PV）阵列，从轨道传输到地球。这一合作是NASA的太空技术使命局倡议的一部分，旨在验证将太空中收集的太阳能直接传输到地面接收器的可行性。

Ascent Solar的薄膜阵列利用轻便、灵活的材料——主要是CIGS（铜铟镓硒），这些材料非常适合在恶劣的太空环境中部署。这些阵列提供高功率对重量比，关键在于减少发射成本并最大化能量产出。2023年，Ascent Solar报告其最新模块实现了超过17%的效率，正在进行的研究目标是20%及以上（Ascent Solar）。

SBSP的市场环境正受到全球对清洁、可靠能源需求日益增长以及地面太阳能装置限制（如气候依赖和土地使用）的影响。根据2023年的一份MarketsandMarkets报告，SBSP市场预计到2030年将达到45亿美元，推动因素包括政府投资和私营部门创新。美国、中国和日本正处于前沿，其中日本的JAXA目标是在2030年代中期实现测试SBSP系统（JAXA）。

技术里程碑：NASA与Ascent Solar的演示将测试端到端过程：太阳能收集、转化为微波或激光，以及安全传输到地面接收器。
商业影响：成功可能为卫星制造商、发射服务提供商和能源公用事业开启新的收入来源，同时支持电网的弹性和偏远地区的电力交付。
挑战：监管障碍、传输效率以及公众对无线能量传输的接受度仍然是主要障碍。

总之，NASA × Ascent Solar薄膜阵列项目是朝着商业化SBSP迈出的关键一步，具有通过提供持续的、源自太空的电力改变全球能源市场的潜力。随着技术和监管障碍的解决，该领域准备实现显著增长和投资。

薄膜太阳能阵列与无线能量传输的进展

NASA与Ascent Solar Technologies的合作标志着在追求太空太阳能（SBSP）方面的重大飞跃，利用先进的薄膜太阳能阵列实现无线能量从轨道到地球的传输。在2023年，Ascent Solar获得了NASA马歇尔航天飞行中心的合同，开发专为太空应用设计的超轻、灵活的薄膜光伏（PV）模块（NASA）。这些阵列由铜铟镓硒（CIGS）制成，提供高效率（实验室环境下可达17.8%）和卓越的耐用性，非常适合在卫星和大型轨道平台上部署。

核心创新在于将这些薄膜阵列与无线能量传输（WPT）技术结合。该概念涉及在太空中收集太阳能——在太空中阳光是恒定的并且不受大气影响——并将其转化为微波或激光束。这些光束随后被传输到地面接收器，称为整流天线，后者将能量转化为可用电力（NREL）。

轻便且灵活：Ascent的薄膜模块每平方米重量不到1公斤，只有传统硅面板的一小部分，极大降低了发射成本，并使更大阵列在轨道中成为可能。
高功率密度：阵列能够产生超过每公斤200瓦的能量，这是最大化每次发射质量的关键指标（Ascent Solar）。
耐用性：CIGS薄膜对辐射和温度极端环境具有抵抗力，确保在恶劣的太空环境中长时间运行。

最近的演示，例如加州理工学院空间太阳能电力项目在2023年成功将能量从太空传输到地球（Caltech），强调了这种方法的可行性。NASA与Ascent Solar的努力现在集中在扩大这些技术的规模，目标是部署能够将清洁、可再生能源传输到地面电网的多兆瓦阵列——有可能革命化全球能源的获取和弹性。

太空到地球能量的关键参与者与战略合作

近年来，太空太阳能（SBSP）的追求加速了，NASA和私营部门创新者如Ascent Solar Technologies处于最前沿。他们在薄膜光伏阵列方面的合作标志着实现从轨道向地球传输太阳能这一愿景的关键一步，可能会革命化全球能源供应。

NASA的角色与愿景

NASA长期以来一直支持SBSP作为提供不受地面天气或昼夜周期影响的持续可再生能源的一种手段。该机构的太空太阳能项目探索从太空收集和传输太阳能的先进技术。
在2023年，NASA的创新先进概念（NIAC）计划资助了几项SBSP研究，包括关注无线能量传输和超轻太阳能阵列的研究。

Ascent Solar的薄膜技术

Ascent Solar Technologies专注于CIGS（铜铟镓硒）薄膜太阳能模块，这些模块灵活、轻便且高效——是太空部署的关键属性。
在2023年，Ascent Solar宣布与NASA建立合作伙伴关系，开发和测试SBSP应用的薄膜阵列，旨在最大化功率对重量比，并承受恶劣的太空环境（Ascent Solar News）。

战略合作与演示

NASA × Ascent Solar项目专注于将薄膜阵列与无线能量传输系统（如微波或激光传输）结合，以向地面接收器传递能量。
最近的实验室演示显示出良好的结果，Ascent的阵列实现了超过15%的能量转换效率，且经过模拟太空曝光后仍保持良好表现（PV Tech）。
计划于2024年晚些时候进行现场测试，目标是验证来自高空平台的端到端能量传输，为未来的轨道演示奠定基础。

市场与行业影响

全球SBSP市场预计到2030年将达到9亿美元，这得益于政府投资和私营部门创新。
NASA与Ascent Solar的合作预计将催生更多合作伙伴关系，加速技术准备，并将美国定位为太空到地球能量传输的领导者。

太空能量传输的预计扩展与投资机会

NASA与Ascent Solar Technologies之间的合作标志着太空太阳能（SBSP）演进的重要时刻，尤其是在从轨道向地球传输能量的背景下。Ascent Solar的超轻、灵活的薄膜光伏阵列正开发用于卫星和空间站，旨在捕获太空中的太阳能并无线传输到地面接收器。这项技术可能会通过提供不受天气或昼夜周期影响的持续、可再生电力而彻底改变全球能源市场。

最近的演示显示了从太空进行无线能量传输（WPT）的可行性。在2023年，加州理工学院的空间太阳能电力演示器（SSPD-1）成功在太空中进行无线能量传输，这是朝着实用SBSP迈出的重要一步（Caltech）。NASA与Ascent Solar的合作利用了后者的CIGS（铜铟镓硒）薄膜技术，这种技术具有高效率和抗辐射能力，使其在恶劣的太空环境中非常理想（NASA）。

市场分析师预计SBSP领域将有强劲增长。根据2023年的一份报告，全球太空太阳能市场预计到2030年将达到902亿美元，年均增长率为8.2%（MarketsandMarkets）。对清洁能源的需求增加和轻量化太阳能材料的进步是主要驱动力。Ascent Solar的阵列可以卷起并在轨道中部署，降低了发射成本并实现了更大的采集表面，使商业SBSP变得更加可行。

投资机会在整个价值链中不断出现：

卫星制造：开发可部署太阳能阵列和能量传输模块的公司正在吸引风险投资和政府合同。
地面基础设施：专注于整流天线（接收天线）和电网集成的公司在地面接收站变得必要时正处于增长前景中。
能源公用事业：公用事业公司正在探索与SBSP供应商建立合作伙伴关系，以对冲地面发电的波动。

随着NASA和Ascent Solar推进其薄膜阵列技术，太空到地球能量传输的新纪元正在开启。该领域的早期投资者和创新者将从航空航天工程与可再生能源的融合中受益，因为从轨道上向地球传输电力的梦想越来越接近现实。

全球热点与太空能源领域的区域倡议

太空太阳能（SBSP）长期以来被视为应对地球日益增长的能源需求的愿景性解决方案，最近的发展使这一概念更加接近现实。在2024年，NASA与Ascent Solar Technologies合作，测试用于高效发电和从轨道无线传输到地面的先进薄膜光伏阵列。这一合作标志着全球抢占太空中太阳能的一个重要里程碑，有可能彻底改变可再生能源格局。

Ascent Solar的薄膜阵列以其轻便、灵活的设计和高效率而闻名，成为在恶劣的太空环境中部署的理想选择。这些阵列作为NASA的太空太阳能项目的一部分进行测试，旨在演示在轨道收集太阳能并无线传输的可行性——通常通过微波或激光束——到达地面接收器。这项技术能够提供连续、不受天气影响的电力，从而解决地面太阳能农场面临的间歇性问题。

在全球范围内，对SBSP的兴趣正在激增。日本的经济产业省（METI）和欧洲航天局的SOLARIS倡议正在大力投资类似技术，但NASA × Ascent Solar项目因其专注于可扩展、可制造的薄膜解决方案而脱颖而出。2023年，Ascent Solar报告其柔性CIGS（铜铟镓硒）模块的效率达到17.55%，创下该技术类别的记录（Ascent Solar News）。

主要优势：薄膜阵列比传统硅面板更轻、更灵活，降低了发射成本并使在轨道中部署更大、模块化电站成为可能。
传输里程碑：NASA正在进行的测试包括在短距离内传输小量电力，计划在未来几年内扩大至数千瓦的演示（NASA Feature）。
全球影响：如果成功，这项技术可能会为偏远或受灾地区提供清洁、可调度的能源，支持民用和国防应用。

随着NASA × Ascent Solar合作的推进，它正在为SBSP设定技术和商业基准，使美国在新兴的太空到地球能源市场中处于领先地位。

下一代创新与太空到地球能量的未来道路

太空太阳能（SBSP）长期以来一直是一个富有愿景的概念，但最近的进展使其离现实越来越近。一个关键里程碑是NASA与Ascent Solar Technologies的合作，后者正在开创性地使用薄膜光伏阵列实现高效的发电和从太空无线传输到地球。这一合作是NASA的太空技术使命局努力的一部分，旨在开发适用于地面和外太空的下一代能源解决方案。

Ascent Solar的薄膜阵列由轻便、灵活的材料（如CIGS（铜铟镓硒））制成，相比传统的硅基太阳能面板具有显著优势。这些阵列可卷起、折叠，并在大面积上以最小质量进行部署——这是太空发射的关键因素。根据Ascent Solar的说法，他们的模块实现的功率对重量比超过了1000 W/kg，而传统面板只有200-300 W/kg，使其非常适合轨道部署。

下一步是将收集的能量传输回地球。NASA及其合作伙伴正在探索基于微波和激光的无线能量传输。在2023年，加州理工学院空间太阳能电力项目成功展示了从太空向地面接收器的无线能量传输，标志着显著的概念证明。NASA的路线图包括扩大这些演示，提升转换效率，并解决大气干扰，以确保高容量的可靠能量传递。

效率提升：薄膜阵列可以大规模制造并针对太空环境进行高效定制，正在进行的研究目标是实现超过30%的转换率（NREL）。
部署潜力：薄膜模块的轻便特性允许发射更大阵列，潜在地在轨道中产生千瓦级别的电力。
传输挑战：关键障碍包括在能量传输过程中尽量减少损失，并确保对太空资产和地面人群的安全。

展望未来，NASA × Ascent Solar项目正在为商业规模的SBSP奠定基础。如果技术和监管挑战得以克服，太空到地球的能量传输到2030年代可能成为全球清洁能源混合的基石，提供持续、不受天气影响的电力（IEA）。

太空能量传输的障碍、突破与战略机会

从太空直接向地球传输收集到的太阳能的概念——即太空太阳能（SBSP）——长期以来是解决全球日益增长的能源需求的诱人方案。最近的发展，特别是NASA与Ascent Solar Technologies之间的合作，正在使这一愿景更接近现实。他们在薄膜光伏阵列上的工作是实现高效、轻便和可扩展的太空到地球能量传输系统的重要一步。

障碍：SBSP面临的主要挑战包括发射和部署大型太阳能阵列的高昂成本、对超轻和耐用材料的需求，以及通过地球大气安全、高效地传输能量（通常通过微波或激光束）。监管障碍和公众对传输能量安全的担忧也持续存在。根据一份NASA报告，每公斤的发射成本仍然是一个限制性因素，尽管随着新发射技术的发展而在降低。
突破：Ascent Solar的薄膜CIGS（铜铟镓硒）光伏技术提供了一种颠覆性解决方案。这些灵活、轻便的面板可以卷起进行紧凑发射，然后在轨道上展开，与传统硅基面板相比大幅减少了质量和体积。在2023年，NASA选择Ascent Solar加入其小型企业创新研究（SBIR）计划，以开发这些阵列用于太空应用，强调其高功率对重量比和在恶劣环境中的韧性。
战略机会：在太空中成功演示薄膜阵列的成果为大规模SBSP系统打开了大门。这些系统可以向偏远或受灾地区提供不间断的、不受天气影响的电源，补充地面电网，并支持月球或火星基地。美国国防部也表现出兴趣，资助了如空军研究实验室的能量传输实验。包括诺斯罗普·格鲁曼和日本的JAXA在内的商业参与者也在投资于SBSP，表明市场正在增长，公共与私人合作伙伴关系的潜力也在增加。

随着NASA和Ascent Solar推进薄膜阵列技术，在太空到地球传输清洁、可再生能源的前景越来越具可行性。克服技术和监管障碍至关重要，但在能源安全和可持续性方面的战略机会巨大。