【原】6.1 ? 中科院光能探秘 | 走進(jìn)國家級光能科研基地，沉浸式科學(xué)探索之旅

童行者 2025-05-13 發(fā)布于北京

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在太空中，沒有電，一切就等于停擺。電力不僅用于照明、通信、導(dǎo)航、實(shí)驗(yàn)設(shè)備，更關(guān)乎生命維持系統(tǒng)、生物監(jiān)測，甚至推動(dòng)飛行控制系統(tǒng)。

為什么美國早期航天飛船，如阿波羅號，都是用氫氧燃料電池作為能源，而不使用太陽能電池板呢？

航天飛船不是衛(wèi)星，而是一座飛在太空中的“空間實(shí)驗(yàn)室”，耗電量驚人——功率高達(dá)14千瓦！由于早期太陽能板轉(zhuǎn)換效率不高，光電轉(zhuǎn)化率只有10%-15%，要想發(fā)出14千瓦電，需要數(shù)十平方米的太陽能板，但航天飛船的空間有限、形狀復(fù)雜，根本鋪不開，所以美國早期飛船只能使用燃料電池作為供電能源。

隨著光能技術(shù)發(fā)展，當(dāng)太陽能電池技術(shù)進(jìn)入砷化鎵時(shí)代，轉(zhuǎn)換效率提升到 26.5% 甚至更高，新型太陽能板被應(yīng)用到了宇宙飛船中，比如蘇聯(lián)的聯(lián)盟號飛船以及中國的神舟號都是采用太陽能電池，飛船在軌時(shí)間從幾天延長至幾十天乃至數(shù)月，航天科研任務(wù)也可以更自由、更深入了。

為什么一塊小小的太陽能板

制約了美國航天飛機(jī)20年的發(fā)展？

聚光型太陽能到底有多強(qiáng)？

它到底藏著怎樣的奧秘？

未來的城市、電動(dòng)車、太空探索

是否都將依靠這一縷陽光？

這一次

一起跟著中科院專家老師

揭秘聚光發(fā)電超能量的秘密

共同探索未來太陽能世界

來一場沉浸式的“光能之旅”吧！

我們?nèi)ツ睦铮?/span>

中國光能尖端科研的“心臟”地帶

我國首座塔式太陽能熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)示范電站

世界領(lǐng)先的聚光太陽能技術(shù)示范基地

這里有——

亞洲首座兆瓦級光能熱發(fā)電系統(tǒng)

我國自主設(shè)計(jì)與建造的第一座兆瓦級規(guī)模的塔式太陽能熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)示范電站。

電站的定日鏡場由100面定日鏡組成，總鏡面面積10000㎡，集熱塔高118米，吸熱器開口面積為5×5米。蓄熱系統(tǒng)容量可滿足汽輪機(jī)以1MW功率發(fā)電1小時(shí)。

這里有——

我國首個(gè)太陽能熱發(fā)電檢測中心

我國首個(gè)太陽能熱發(fā)電檢測中心，目前可進(jìn)行：反射鏡測試、傳動(dòng)裝置測試、控制器測試、定日鏡整機(jī)測試、截取因子測試、集熱管測試、集熱效率測試、聚光器整機(jī)測試、導(dǎo)熱油儲熱、熔融鹽儲熱、固體儲熱等。

在這里，你還能看到——

槽式太陽能發(fā)電系統(tǒng)

系統(tǒng)包括三個(gè)600米槽式導(dǎo)熱油回路，整個(gè)系統(tǒng)聚光器采光總面積為1萬平方米，蒸汽發(fā)生系統(tǒng)由預(yù)熱、蒸發(fā)、過熱三部分構(gòu)成，系統(tǒng)可接入塔式試驗(yàn)電站的發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)行。

三大主題課程

探索光能之謎

太陽如何變成電？

“聚光發(fā)電”為何被稱為未來能源的“終極形態(tài)”？

先跟隨科學(xué)家老師在科普講座中，了解太陽能熱發(fā)電、光伏發(fā)電的基本原理和知識，通過互動(dòng)問答，建立對太陽能系統(tǒng)的初步認(rèn)知，包括太陽能板的歷史、轉(zhuǎn)化率的發(fā)展、太陽能如何驅(qū)動(dòng)宇宙飛船、塔式與槽式太陽能電站的結(jié)構(gòu)和功能差異等等。

探索光能基地

實(shí)地走進(jìn)定日鏡場、吸熱塔、集熱島，參觀亞洲首座塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，感受高科技裝備的震撼。

參觀槽式集熱器、近距離觀摩光熱電站的運(yùn)行控制，結(jié)合眼前看到的實(shí)物，聽科學(xué)家老師講解理論，探討太陽能光熱利用的實(shí)驗(yàn)課題，了解太陽能聚光器跟蹤聚焦、了解反射鏡和集熱管等關(guān)鍵部件的性能檢測，學(xué)習(xí)聚光、吸熱、傳熱、儲熱和發(fā)電的系統(tǒng)運(yùn)行及原理。

乘坐電梯，登上高塔，了解塔身結(jié)構(gòu)及原理，俯瞰整個(gè)基地全貌，下面的千面鏡場是如何聚焦陽光，轉(zhuǎn)換為高溫蒸汽，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電？與科學(xué)家互動(dòng)探討太陽能如何支撐未來城市與航天發(fā)展，甚至思考：如果要打造一艘長時(shí)間巡航的深空探測飛船，太陽能是否能擔(dān)此重任？

探索風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室

學(xué)習(xí)風(fēng)力發(fā)電的基本原理，在基地內(nèi)的風(fēng)洞裝備氣動(dòng)力學(xué)測試實(shí)驗(yàn)室，在全封閉安全環(huán)境中，感受不同的風(fēng)級和風(fēng)速，感受沙塵暴等自然災(zāi)害，通過體驗(yàn)對自然風(fēng)力獲得了解和認(rèn)知。

風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)一般用于模擬大氣層中飛行器表面或減速設(shè)備的氣流狀態(tài)。通過阻力傘實(shí)驗(yàn)，在風(fēng)洞中觀察傘體如何因空氣阻力而產(chǎn)生變化，直觀理解空氣動(dòng)力學(xué)原理，思考火箭、降落傘和航天飛機(jī)是如何借助空氣動(dòng)力工作的。

動(dòng)手制作風(fēng)力實(shí)驗(yàn)器材，在風(fēng)洞中實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，分組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣的實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)也是無比快樂的呀！

日程安排

09:30-10:10 知識科普講座

10:10-11:30 實(shí)地參觀基地

11:30-13:00 午餐

13:00-14:00 學(xué)習(xí)風(fēng)力發(fā)電原理

14:00-16:00 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)

家長都會關(guān)心的問題

Q:具體在哪里接送？報(bào)名后怎么聯(lián)系我們，需要準(zhǔn)備哪些物品？

A:有三個(gè)接站點(diǎn)：公主墳，大鐘寺，健德門。具體以群內(nèi)通知為準(zhǔn)。報(bào)名繳費(fèi)成功后，我們會在活動(dòng)開始前3天邀請您進(jìn)入活動(dòng)微信群，并提供行前通知，其中包括需要準(zhǔn)備的物品以及注意事項(xiàng)。

Q：多少人成團(tuán)？

A：20人成團(tuán)，30人滿員。由中科院的科學(xué)家老師授課。

中科院光能探索之旅