薄膜光驱太阳能无人机-ZSY油报叶云凤

近日，由中国航天科技集团十一院研制的新型彩虹太阳能无人机，成功完成了20公里以上高空飞行试验。在逾15小时的飞行过程中，无人机飞行状态平稳、姿态可控，有条不紊地按设计航迹飞行，最终平稳降落机场，试飞取得圆满成功。此次试飞成功，标志着我国成为继美、英之后全球第三个掌握临近空间太阳能无人机技术的国家。随着“彩虹”太阳能无人机续航数小时后平稳降落，标志着“彩虹”家族中又有一款高新无人机诞生了，这也填补了我国无人机在临近空间领域的一项空白。
根据发展规划，彩虹太阳能无人机未来将具备“准卫星”的特征，它可以广泛应用于军民融合领域，包括重大自然灾害预警、常态化海域监管、应急抢险救灾、反恐维稳等公益事业领域，以及偏远地区互联网无线接入、移动通信、数字电视信号广播等商业及产业类领域。具体来讲，在人迹罕至的地区，如偏远地区的海岛、丛林地带和沙漠地带等，只要将彩虹太阳能无人机“挂”在天上，就可以给这些地区提供WiFi热点以及4G、5G通信服务。

与传统的以化学燃料为能源的飞机相比，太阳能无人机具有不污染大气，节能环保的特性。同时，其高空长航时的优势也使得应用前景十分广阔，因而得到了广泛关注。目前，各国都在“跑马圈地”，积极布局，以及早占位。早在2009年美国国防部就开启“秃鹰”计划，语梅情研制出可在99%的时间内保持在任务空域中的固定翼飞行器，为美军提供持久的情报、监视、侦察和通信中继能力。而2014年，Facebook也开始涉足无人机领域，成立无人机实验室，研发高空太阳能无人机“Aquila”。2016年9月，韩国自主研发的高空太阳能无人机EAV-3已实现在平流层90分钟的飞行。2017年3月底，俄罗斯国防部宣布，将装备“猫头鹰”高空无人机，利用太阳能和气流，可在边远地区上空进行长期巡逻，取代昂贵的低轨道观测和通信卫星。
临近空间是指距离地面20-100千米的空域，这里空气稀薄。对于传统燃料消耗型飞机而言，太过稀薄的空气会让发动机的功率显著下降，失去“用武之地”，但这里却是全身布满太阳能电池板的无人机“大显身手”的地方。而作为太阳能无人机的核心驱动力，“薄膜电池”无疑成为其中的关键因素。据悉，薄膜电池采用了薄层材料，运用了电子半导体和光学原理的技术，因为其作用体只有一层薄膜而得名。如今，第三代薄膜太阳能技术光伏电池在世界范围内已经被视为代表未来的主要发展方向。而目前所有设计续航时间可以超过6个月的太阳能飞机，使用的都是薄膜电池。
相对于其它能源，薄膜电池有三个核心优势：一是重量轻，在飞机这种重量决定运力的这一点显得尤为重要；二是弱光性好，长距离太阳能飞行重要的问题之一就是解决阴天、下雨甚至夜晚时的太阳能供给问题；三是生产无污染，而这符合未来的主流发展方向。
而在市场需求的刺激下，太阳能无人机的全球竞争态势正变得更加激烈，如何抢占先机，实现技术突破和产品落地，已成为各国亟待解决的难题。据悉，中国汉能目前已经掌握了世界领先的薄膜技术与产业化装备制造能力，有超过1300项的专利技术。在2016年7月还高调发布了全球领先的4款全太阳能动力汽车，在移动能源的应用领域走在领先行列。