2019年04月22日, 加州,森尼维尔市 – 2013年,google推出了一个名为“谷歌气球”的计划,试图用漂浮在平流层的氦气球为偏远地区送去宽带互联网。7年过去了,google为该项目进行了大量的实验研究,但是项目依然没有大规模商用。同时随着无人飞行器技术的进一步发展,使用太阳能在平流层飞行且携带蜂窝网络和物联网连接平台的无人飞行器,也进入研究人员的视野。

“伪卫星”将成为进入未来通信的大门

在平流层飞行的高空长航时(HALE)无人飞行器(有时也称为高空伪卫星(HAPS))是一种重要的新型飞行器类别,其中包括无人机、飞艇和高空气球等能够在20km(60000英尺)高度长航时飞行的飞行器。这种无人飞行器(HALE)就像是中和了google气球计划和卫星通信而出生的产品一样,它同样是飞行在平流层,同时也具有卫星的各项功能,使得它可以用于各种通信(如手机连接等),同时还可用于搜索与救援、地图绘制和许多其他应用方向。相对普通无人机,HALE通过太阳能电池的供给,可以实现较长时间的飞行,从而实现长时间大面积的宽带服务。

 

太阳能成为亟待解决的问题

与地面使用太阳能不同,平流层太阳能无人飞行器面临的困难要大很多,如:在60000英尺的高空,来自太阳的紫外线辐射远比地球表面的辐射强得多;与零重力空间所不同的是,平流层中升力的产生对平流层飞行器很重要,为了使飞行器能够携带一定质量的有效载荷和满足夜间飞行的储能电池,太阳能技术必须做到非常轻便。在60000英尺的高空,飞行过程中的机械应力会对飞行器表面和太阳能电池板造成很大的冲击,因此太阳能材料必须具有灵活性和耐用性。

作为唯一动力的太阳能电池如果在平流层内发生故障,那么无人飞行器将无法正常飞行和工作,如何让太阳能电池适应平流层的严酷环境保障飞行器正常工作成为攻克的难点。

 

钥匙已经发现,无限续航时代来临

基于其长期的创新研究,近期,汉能集团旗下美国子公司阿尔塔高端装备产业公司(Alta Devices,简称“阿尔塔”)推出了一种新的太阳能电池解决方案,旨在满足无人飞行器(UAV)的特定需求。这种解决方案通过将其太阳能电池技术与几项新发明相结合,以最大限度地提高功率、减轻重量,并提供充分的保护,使无人机免受平流层中常见恶劣环境的影响。

阿尔塔所解决的其他核心问题包括:设计飞行过程中所需要的机械应力和振动,并成功在轻质复合材料结构上开发共固化技术。为飞行器优化太阳能电池组需要经过复杂的配置,以最大化电池填充系数,最小化电气失配,最终达到最大限度地为太阳能电池提供表面积的目的。

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https://www.businesswire.com/news/home/20190423005283/en/

阿尔塔(Alta Devices)首席执行官丁建指出:”在意识到客户需要在新型复杂飞行器的各个方面进行创新后,就有了我们的最新产品HALE 。通过我们的薄膜太阳能解决方案,客户可以减少一个心头大患。这将极大简化他们的设计过程,并显著降低制造这些飞行器的复杂性。”

通过使用阿尔塔所提供的解决方案,平流层飞行的高空长航时(HALE)无人飞行器就可以实现长达数年的不间断飞行。钥匙已经找到,相信距离打开全球宽带商业的大门也会不远。

相关介绍

关于Alta Devices(汉能阿尔塔)公司

作为汉能的子公司,Alta Devices通过提供世界上高效、轻薄、灵活的移动电源技术来增强自主性。通过将任何类型的光转换为电能,Alta Devices AnyLight™电源技术扩展了系统的能源,并且在许多情况下完全避免了使用传统电源线。该解决方案可以完美集成到最终系统中,非常适用于无人系统、卫星、电动汽车、消费类电子产品、传感器或任何尺寸、重量和机动性的物质。Alta Devices在能源转换效率方面保持世界纪录,总部位于加利福尼亚州森尼维尔。

 

HALE产品的产品规范

目前这种单结太阳能电池的光电效率达到了29.1%并打破世界纪录(见https://www.altadevices.com/technology/),凭借这一成就,该产品现已在市面上可以买到。该产品能够达到94%的封装密度,包括二极管和连接器,是业界领先水平。航空级紫外线和抗臭氧材料封装了轻质砷化镓太阳能材料,因此可以使用多年而不损坏。汉能阿尔塔的工程师在集成方面拥有广博的专业知识,可为客户提供支持,并就最佳集成技术(如共固化或粘合剂)提供建议。满足其客户需求,汉能阿尔塔正在不断提高生产能力,计划在不久的将来生产大量的应用于HALE无人机的产品。