Nghiên cứu một số giải pháp khoa học công nghệ thu nhận, biến đổi và truyền năng lượng mặt trời sang tia VIBA về mặt đất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ





Đặng Văn Nghị





NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THU NHẬN, BIẾN ĐỔI
VÀ TRUYỀN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
SANG TIA VIBA VỀ MẶT ĐẤT







LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội - 2010






ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ




Đặng Văn Nghị

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THU NHẬN, BIẾN ĐỔI
VÀ TRUYỀN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
SANG TIA VIBA VỀ MẶT ĐẤT


Ngành : Công nghệ Điện tử - Viễn thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Mã số: 60.52.70


LUẬN VĂN THẠC SĨ




NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC




GS.TSKH. Đào Khắc An





Hà Nội - 2010.

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU - CHỮ VIẾT TẮT ii
DANH MỤC CÁC BẢNG iii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ iii
MỞ ĐẦU 1
1. Nhu cầu tiêu thụ năng lượng trên thế giới 1
2. Doanh thu từ các nguồn năng lượng sạch trên thế giới 3
3. Các phương pháp khai thác năng lượng mặt trời 3
4. Vệ tinh năng lượng mặt trời như là một nguồn năng lượng mới 5
5. An ninh năng lượng 6
6. Nội dung luận văn tập trung giải quyết 7
Chương 1 - TỔNG QUAN HỆ THỐNG THU, BIẾN ĐỔI, TRUYỀN NĂNG
LƯỢNG MẶT TRỜI Ở DẠNG TIA VIBA CÔNG SUẤT CAO VỀ TRÁI ĐẤT 9
1.1. Lịch sử phát triển 9
1.2. Mô hình tổng quát hệ thống thu năng lượng mặt trời, biến đổi và
truyền về Trái đất bằng chùm tia viba công suất cao 9
1.3. Một số ưu nhược điểm của hệ thống vệ tinh năng lượng mặt trời so với
hệ thống thu năng lượng mặt trời có trên mặt đất 10
1.4. Các thành tựu đạt được trên thế giới 12
1.4.1. Một số dự án của Mỹ 12
1.4.2. Một số dự án của Nhật Bản 14
1.4.3. Một số dự án của Châu Âu 17
1.4.4. Một số mảng ăng ten mặt đất thử nghiệm lớn nhất trên thế giới 18

1.5. Các khó khăn, thách thức và hướng phát triển. 18
1.5.1. Các khó khăn, thách thức lớn cần vượt qua 18
1.5.2. Hướng phát triển 19
1.6. Một số nghiên cứu triển khai tại Việt Nam trong lĩnh vực này 21
Chương 2 - NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP KHOA HỌC CÔNG
NGHỆ THU, BIẾN ĐỔI, TRUYỀN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Ở DẠNG
TIA VIBA CÔNG SUẤT CAO VỀ TRÁI ĐẤT 23
2.1. Giải pháp KHCN về mô hình hệ thống truyền dẫn 23
2.2. Giải pháp KHCN về lựa chọn tần số để phát chùm tia năng lượng vi ba 26
2.3. Quỹ đạo của vệ tinh năng lượng mặt trời 26
2.4. Giải pháp KHCN mô hình khái quát về cấu tạo một hệ vệ tinh năng
lượng mặt trời đặc trưng 27
2.4.1. Hệ thống thu, biến đổi năng lượng mặt trời sang điện một chiều 28
2.4.2. Ma trận linh kiện viba biến đổi năng lượng điện một chiều thành
chùm tia viba công suất cao 29
2.2.3. Ma trận ăng ten phát chùm năng lượng viba công suất cao 35



2.5. Giải pháp KHCN về hệ thống thu năng lượng viba trên mặt đất 39
2.5.1. Ma trận ăng ten mặt đất 39
2.5.2. Kết nối hệ thống truyền tải điện quốc gia 42
Chương 3 - MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG TRUYỀN NĂNG
LƯỢNG VIBA CÔNG SUẤT CAO TỪ VỆ TINH ĐỊA TĨNH 43
3.1. Môi trường không gian truyền năng lượng từ vũ trụ về mặt đất 43
3.1.1. Một số đặc điểm Không gian vũ trụ 43
3.1.2. Một số đặc điểm bầu khí quyển bao quanh Trái Đất 44
3.2. Một số ảnh hưởng chính của không gian truyền năng lượng tới hiệu
suất truyền 46
3.2.1. Ảnh hưởng của Không gian vũ trụ 46

3.2.2. Ảnh hưởng của Tầng điện li 47
3.3. Hiệu suất truyền năng lượng trong mỗi công đoạn của hệ thống truyền
dẫn năng lượng tia viba 47
Chương 4 – MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ BÀI TOÁN TRUYỀN NĂNG LƯỢNG
VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THU, BIẾN ĐỔI, TRUYỀN NĂNG LƯỢNG
VIBA TỪ VŨ TRỤ VỀ TRÁI ĐẤT 48
4.1. Khái quát bài toán và một số điều kiện giả thiết 48
4.2. Các loại suy hao tín hiệu 58
4.3. Công suất thu tại trạm mặt đất 59
4.4. Xây dựng mô hình giả định và triển khai mô phỏng động quá trình thu,
biến đổi và truyền năng lượng mặt trời từ Vũ trụ về Trái đất 61
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

i
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn “Nghiên cứu một số giải pháp khoa học công
nghệ thu nhận, biến đổi và truyền năng lượng mặt trời sang tia viba về mặt
đất” là công trình nghiên cứu riêng của tôi. Các số liệu trong luận văn được sử
dụng trung thực. Kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn này chưa
từng được công bố tại bất kỳ công trình nào khác.
Tôi xin chân trọng cảm ơn các Thầy Cô Trường Đại học Công nghệ- Đại
học Quốc gia Hà Nội đã nhiệt tình truyền đạt cho tôi kiến thức trong suốt
những năm học tại trường.
Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TSKH. Đào Khắc An đã tận tình hướng
dẫn tôi hoàn thành luận văn này./.


Hà Nội, ngày 14 tháng 01 năm 2010
Tác giả luận văn




Đặng Văn Nghị

ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU - CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu
Tiếng Anh
Tiếng Việt
SPS
Solar Power Satellite
Vệ tinh năng lượng mặt trời
TWT
Travelling Wave Tube
Ống sóng chạy viba TWT
Klystron
Klystron
Ống chân không viba Klystron
Magnetron
Magnetron
Ống chân không viba Magnetron

Rectenna
Rectifying circuit and
antenna
Ma trận ăng ten mặt đất
RF
Radio Frequency
Sóng vô tuyến
PV
Photovoltage
Pin năng lượng mặt trời
GEO
Geostationary Orbit
Quỹ đạo địa tĩnh
MEO
Medium Earth Orbit
Quỹ đạo trung bình
LEO
Low Earth Orbit
Quỹ đạo thấp
NASA
National Aeronautics and
Space Administration
Cơ quan hàng không và không gian
quốc gia Mỹ
JAXA
Japan Aerospace Exploration
Agency
Cơ quan vũ trụ Nhật Bản
URSI
International Union of Radio

Science
Hiệp hội quốc tế khoa học vô tuyến
NASDA
National Space Development
Agency of Japan
Cơ quan phát triển không gian quốc
gia Nhật Bản



















iii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1: Các tham số điển hình của một số vệ tinh SPS của một số dự án 16
Bảng 2: Các đặc tính của các bộ truyền nhận vô tuyến bán dẫn trong các ứng

dụng không gian 25
Bảng 3: Các đặc tính của một số ống điện tử điển hình 30
Bảng 4: Các tham số điển hình của ăng ten phát trên SPS trong một số dự án . 37

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình1: Sự biến đổi về tỷ lệ phần trăm tiêu thụ một số dạng năng lượng
trên thế giới tính theo đơn vị Mtoe năm 1973 và 2006 (a), và dự
đoán xu thế tiêu thụ năng lượng dầu mỏ trên toàn thế giới và một
số nước phát triển trong một số châu lục thế giới(b) 1
Hình 2: Tỷ trọng các nguyên liệu sản xuất điện năng trên thế giới năm 1971 và 2006 2
Hình 3: So sánh hai phương pháp khai thác năng lượng mặt trời : Sử dụng năng luợng
mặt trời trên mặt đất biến đổi qua pin mặt trời sang năng lượng điện (a) và sử
dụng vệ tinh năng lượng thu biến đổi truyền bằng tia viba về Trái đất (b) 3
Hình 4: Mô hình SPS dùng chùm tia Vi ba với anten trên vũ trụ và anten
trên mặt đất (a), mô hình vệ tinh năng lượng mặt trời thu biến đổi
truyền về Trái đất bằng tia laser (dự án của Nhật Bản, b) 6
Hình 5: Mô hình SPS dự án Sun Tower 12
Hình 6: Mô hình SPS dự án JSC 13
Hình 7: Mô hình SPS dự án Solar Disc 13
Hình 8: Trạm khai thác năng lượng mặt trời từ vũ trụ dự định triển khai ở
New Mexico Mỹ vào tháng 10-2010 14
Hình 9: Mô hình SPS 2001, 2002, 2003 của Jaxa 15
Hình 10: Mô hình SPS dự án USEF 15
Hình 11: Mô hình SPS dự án Sail Tower 17
Hình 12: Thử nghiệm đất đối đất tại Goldstone năm 1975 (a), thử nghiệm
đất đối đất tại Nhật Bản năm 1994-1995 (b), thử nghiệm năm 1995
(c), thử nghiệm tại đại học Kyoto Nhật Bản (d), thử nghiệm tại đại
học La Reunion Pháp) 18
Hình 13: Kế hoạch phát triển năng lượng điện từ SPS của công ty Boeing
Mỹ 19

Hình 14: Kịch bản cơ hội đầu tư phát triển nền công nghiệp các hệ thống
năng lượng mặt trời ngoài không gian 20
Hình 15: Kế hoạch phát triển năng lượng điện từ SPS của Nhật Bản 21
Hình 16: Sơ đồ khối của hệ thống truyền dẫn năng lượng bằng sóng viba. 23


iv
Hình 17: Hệ thống truyền dẫn năng lượng bằng vi ba sử dụng ống điện tử 25
Hình 18: Hệ thống truyền dẫn năng lượng bằng viba sử dụng bán dẫn 25
Hình 19: Nhiễu của linh kiện Vi ba Magnetron khi hoạt động ở chế độ bình
thường (conventional operation) và chế độ hoạt động không đốt
(filament-off operation) Một số tần số Vi ba tại 2,45 GHz, 5,8
GHz, gần 7,2 GHz và 9,8 GHz có nhiễu thấp có thể chọn là để
truyền năng lượng về Trái đất. 26
Hình 20: Mô hình cấu tạo của một hệ SPS từ Vũ trụ đến mặt đất có công
suất thiết kế cỡ 1,2 GW 28
Hình 21: Sơ đồ ba bộ phận cấu tạo chính của vệ tinh SPS bao gồm ma trận
Pin mặt trời (PV), ma trận linh kiện Vi ba và ma trận anten phát 29
Hình 22: Mô tả tương quan công suất trung bình và tần số của các thiết bị
phát viba dạng ống chân không và bán dẫn 30
Hình 23: Hệ thống truyền dẫn vô tuyến năng lượng 2.45GHz dùng
Magnetron 31
Hình 24: Hệ thống truyền dẫn vô tuyến năng lượng 5.8 GHz dùng
Magnetron 31
Hình 25: Cấu tạo ống sóng chạy TWT hoạt động tại dải tần 300MHz-
50GHz 32
Hình 26: Linh kiện Magnetron (a) và sơ đồ cấu tạo (b) 34
Hình 27: Một ma trận ang ten lưỡng cực dùng trion thực nghiệm (a), Mô
hình ma trận ăng ten liên kết pha (b) và mô hình ăng ten phát
cùng robot bảo trì trên vệ tinh SPS có hàng vạn phần tử (c) 36

Hình 28: Sự tương tác qua lại giữa các thành phần anten trong ma trận tạo
nên sự giao thoa (các khoảng tối, sáng a), và phần lớn năng lượng
tập trung bên trong trung tâm của ăng ten b,c 38
Hình 29: Mô hình rectenna và sơ đồ mạch chỉnh lưu 39
Hình 30: Hiệu suất chuyển đổi năng lượng tại rectenna điển hình. 40
Hình 31: Không gian truyền năng lượng của vệ tinh SPS cùng một số hiệu
ứng và ảnh hưởng tới quá trình truyền năng lượng không dây 43
Hình 32: Mục tiêu hiệu suất đạt được trong từng công đoạn của hệ thống
SPS mà các dự án trên thế giới đang hướng tới 47
Hình 33: Sóng phẳng truyền theo chiều âm dương của trục z 51
Hình 34: Mô hình gần đúng về một chùm tia vi ba truyền từ một anten của
vệ tinh SPS phát về rectenna trên mặt đất với giả thiết chùm tia vi
ba có dạng gần như hình trụ với môi trường là chân không
plasma, có chiết suất, nhiệt độ, và một số thông số khác 54


v
Hình 35: Sơ đồ thuật toán tổng quát và mô hình toàn cảnh hệ thống truyền
năng lượng viba từ vũ trụ về Trái đất 62
Hình 36: Sơ đồ thuật toán tổng quát và mô hình truyền năng lượng sóng viba
từ vũ trụ về Trái đất 63
Hình 37: Sơ đồ thuật toán tổng quát và mô hình hệ thống truyền năng lượng
từ SPS tới rectenna và kết nối tới hệ thống truyền tải điện 65

1
MỞ ĐẦU

1. Nhu cầu tiêu thụ năng lượng trên thế giới

Năng lượng có vai trò sống còn cho mọi hoạt động của con người. Đến nay
con người đã, đang sử dụng một số dạng năng lượng chính: Năng lượng than đá,
năng lượng dầu mỏ và khí tự nhiên, năng lượng hạt nhân và nguồn năng lượng
sạch bao gồm năng lượng nhiên liệu sinh học (biofuel), năng lượng gió (wind
energy), pin nhiên liệu (fuel cell) và năng lượng mặt trời (solar energy).

(a)

(b)
Hình1: Sự biến đổi về tỷ lệ phần trăm tiêu thụ một số dạng năng lượng trên
thế giới tính theo đơn vị Mtoe năm 1973 và 2006 (a), và dự đoán xu thế tiêu thụ
năng lượng dầu mỏ trên toàn thế giới và một số nước phát triển trong một số
châu lục thế giới(b) [22]

Theo thống kê của Cơ quan năng lượng Quốc tế (International Energy
Agency -IEA) tổng năng lượng sử dụng trong năm 2006 là 8.084 Mtoe ( toe là


2
đơn vị năng lượng tương đương với đốt cháy một tấn dầu thô, 1 toe = 42 GJ, khi
chuyển sang năng lượng điện thì hiệu suất chỉ thu được 38 % từ nguồn năng
lượng này), trong đó tỷ lệ phần trăm các dạng năng lượng được sử dụng trên thế
giới là: năng lượng than đá là 8,6%, năng lượng dầu mỏ là 43,1%, khí Gas là
15,3%, điện năng là 16,7%, chất đốt từ các nhiên liệu ví dụ như củi là 12,9%.
Các nguồn năng lượng sạch cũng đang được quan tâm khai thác như năng
lượng mặt trời (solar energy), năng lượng gió (wind energy), nhiên liệu sinh học
(biofuel), pin nhiên liệu (fuel cell). Tuy nhiên, đến nay tỷ lệ phần trăm sử dụng
các nguồn năng lượng sạch rất thấp, mới chỉ chiếm 3,4%. Hình 1 biểu thị sự tiêu
thụ năng lượng trên thế giới trong hai năm 1973 và năm 2006 và cũng như xu
hướng tiêu thụ năng lượng dầu mỏ trên thế giới.

(a)

(b)
Hình 2: Tỷ trọng các nguyên liệu sản xuất điện năng trên thế giới năm 1971 và 2006 [22]


3
Việc sản xuất điện năng từ các nguồn năng lượng sạch chiếm tỷ trọng rất
thấp 2,3%, trong khi từ các nguồn nhiên liệu khác như khí Gas là 20,1%; dầu mỏ
là 5,8%; điện nguyên tử là 14,8%; khí hydro là 16%; than đá là 41%.
2. Doanh thu từ các nguồn năng lượng sạch trên thế giới
Trong khi xu thế sử dụng năng lượng dầu mỏ ngày càng giảm thì theo
thống kê về doanh thu một số nguồn năng lượng trong năm 2005 và dự kiến vào
năm 2015 trên thế giới như sau: nhiên liệu sinh học doanh thu năm 2005 đạt
15,7 tỷ USD sẽ tăng lên 52,5 tỷ vào năm 2015; năng lượng gió doanh thu năm
2005 đạt 11,8 tỷ USD sẽ tăng lên 48,5 tỷ vào năm 2015; năng lượng mặt trời
doanh thu năm 2005 đạt 11,2 tỷ USD sẽ tăng lên 51,1 tỷ vào năm 2015; và pin
nhiên liệu doanh thu năm 2005 đạt 1,2 tỷ USD sẽ tăng lên 15,1 tỷ vào năm
2015. Như vậy các nguồn năng lượng trên tăng khoảng hơn 3 lần đến trên 10
lần.
3. Các phương pháp khai thác năng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời phát ra gần như vô tận, khoảng trên 4 tỷ năm nữa mới
có thể suy hao. Năng lượng mặt trời phát ra rồi truyền xuống Trái đất khoảng
174 petawatts (PW). Có khoảng 30% số năng lượng bức xạ phản xạ trở lại vào
vũ trụ, trong đó có một phần nhỏ bị hấp thụ bởi các đám mây, đại dượng và các
lục địa đất [16,40,41,42]. Sử dụng năng lượng mặt trời biến sang dạng điện năng
hiện có hai phương pháp tiếp cận chính.

Hình 3: So sánh hai phương pháp khai thác năng lượng mặt trời : Sử dụng năng luợng mặt

trời trên mặt đất biến đổi qua pin mặt trời sang năng lượng điện (a) và sử dụng vệ tinh năng
lượng thu biến đổi truyền bằng tia viba về Trái đất (b)[42]




4
- Phương pháp thu biến đổi năng lượng mặt trời sang dạng điện ngay
trên mặt đất
Phương pháp này dùng hệ thống pin mặt trời (solar cell) biến đổi sang
năng lượng điện hoặc biến đổi năng lượng mặt trời sang dạng lượng trung gian
(sang năng lượng nhiệt làm bay hơi nước làm quay turbin) rồi biến đổi tiếp sang
năng lượng điện. Phương pháp này chủ yếu dùng công nghệ truyền thống, ngoài
công nghệ cao chế tạo vật liệu mới để nhằm tăng hiệu suất của pin và hạ giá
thành PV thì không cần đến nhiều loại công nghệ cao khác, chi phí ít tốn
kém Tuy nhiên có nhược điểm là năng lượng mặt trời trên mặt đất thay đổi
theo ngày đêm, theo mùa và rất phụ thuộc vào vị trí bề mặt Trái đất, mặt khác
các thiết bị trên mặt đất thường xuyên cần bảo dưỡng, năng lượng phát ra không
liên tục, cần phải lưu trữ vào ác quy, hiệu ứng bơm truyền tải đến nơi xa rất hạn
chế Các vật liệu chính dùng trong chế tạo Pin mặt trời cho đến nay có 6 loại
chính: silic đơn tinh thể (hiệu suất có thể đạt đến 25%, giá 3,97 USD/Watt đỉnh),
Silic đa tinh thể (ở dạng ribbon, hiệu suất đạt 10-14%, giá thành 3,92 USD/Watt
đỉnh), vật liệu GaAs (hiệu suất 25-30%, dùng nhiều trong vũ trụ, giá thành rất
đắt); và các vật liệu màng mỏng: màng mỏng vô định hình Si-a-Si (có hiệu suất
7% thường nhanh bị già hóa, giá thành 7 USD/Watt đỉnh), màng CdTe (cho
hiệu suất trên 7%, dễ sản xuất, hấp thụ khoảng 90% phổ mặt trời) và vật liệu
CuInSe
2
-CIS (hiệu suất cao cỡ 17%, hấp thụ 90% phổ mặt trời). Các vật liệu
mới cho Pin mặt trời hiện nay đang được nghiên cứu mạnh, đó là các vật liệu

màng mỏng InN, In
1-x
Ga
x
N, In
1-x
Al
x
N, PZT, ITO/pp
+
Si, IFO/nn
+
Si, SnO
2
, màng
Polymer pha oxit kim loại, sử dụng vật liệu Si tự nhiên (Raw Silicon, grade Si)
nhằm giảm giá thành.
- Phương pháp thu năng lượng mặt trời từ vũ trụ, biến đổi sang dạng
chùm tia vi ba hay chùm tia laser truyền về Trái đất, sau đó biến đổi lại thành
năng lượng điện truyền đến nơi sử dụng
Phương pháp này dùng vệ tinh năng lượng mặt trời để thu biến đổi rồi
truyền về Trái đất, ăng ten chỉnh lưu biến đổi lại thành điện năng (DC, AC) rồi
đưa đến nơi sử dụng. Phương pháp tiếp cận này có nhiều có ưu điểm nổi trội
như năng lượng mặt trời trong vũ trụ có cường độ cao khoảng gấp 8 lần cường
độ trên mặt đất, thiết bị SPS trên vũ trụ hầu như không cần bảo trì bảo dưỡng.
Ngoài vũ trụ, trên quỹ đạo GEO năng lượng mặt trời hầu như có quanh năm, có
hiệu ứng bơm gần như liên tục khi đưa xuống mặt đất chuyển đổi thành điện một
chiều hoặc xoay chiều để dẫn đi đến nơi xa để tiêu thụ. Hệ thống SPS yêu cầu
diện tích nhỏ hơn khoảng 1/5 lần so với hệ thống thu năng lượng mặt trời trên
mặt đất. Một tấm panel PV hoạt động thường xuyên ở Mỹ sẽ cho trung bình từ

5
19 đến 56 W/m². Còn một rectenna của SPS có thể cho liên tục 230W/m
2
, vì
vậy kích thước của rectenna yêu cầu để thu 1W chỉ bằng từ 8,2 % đến 24 % của
kích thước của PV trên mặt đất. Một hệ thống SPS có thể cấp năng lượng cho
bất cứ một khu vực nào trên mặt đất, cả vùng sâu vùng xa, các trạm quân sự trên
các đảo xa chỉ cần hướng anten phát năng lượng về vị trí mong muốn và đặt
anten thu nơi mong muốn. Tuy nhiên, phương pháp này cần đến nhiều giải pháp
khoa học công nghệ cao tổ hợp lại đan xen vào nhau, cần chi phí lớn để phóng
vệ tinh SPS lên quỹ đạo, chi phí ban đầu đắt tiền. Hiện nay giá thành phóng tên
lửa đưa vệ tinh SPS lên quỹ đạo khá lớn, vệ tinh càng nặng thì càng đắt. Giá
phóng hiện nay lên quỹ đạo LEO cỡ từ 6.600 – 11.000 USD/kg tùy từng hãng.
Theo ước tính trong tương lai giá thành vào khoảng 400-500 USD/kg để đưa lên
quỹ đạo LEO là có thể chấp nhận được [1,2,17,29,40,41].
4. Vệ tinh năng lượng mặt trời như là một nguồn năng lượng mới
Vệ tinh năng lượng mặt trời là một hệ thống các thiết bị thu năng lượng
mặt trời, biến đổi thành điện năng và phát về Trái đất dưới dạng chùm tia viba
hay laser với công suất rất cao. Tại mặt đất sẽ thu chùm năng lượng viba hay
laser công suất cao này bằng hệ thống các ăng ten chỉnh lưu và đưa đến nơi sử
dụng. Nguồn năng lượng viba, laser trên sẽ chịu sự suy hao lớn khi truyền từ vũ
trụ về Trái đất.

(a)


6

(b)
Hình 4: Mô hình SPS dùng chùm tia Vi ba với anten trên vũ trụ và anten trên
mặt đất (a)[37], mô hình vệ tinh năng lượng mặt trời thu biến đổi truyền về
Trái đất bằng tia laser (dự án của Nhật Bản, b) [24]
Mặc dù có những khó khăn nhất định về công nghệ, khoa học kỹ thuật. Tuy
nhiên, hiệu quả kinh tế và giải pháp dài hạn về an ninh năng lượng, môi trường
thì việc sử dụng SPS như một nhà máy phát điện trong không gian sẽ là một
trong những lựa chọn tốt. Theo các số liệu thiết kế hiện nay thì một Vệ tinh SPS
có thể tạo ra 8,75 TeraWatt-Giờ (TW.h) điện năng trên một năm hoặc 175 TW.h
sau chu kì thời gian sống, ví dụ là 12 năm. Theo giá điện năm 2006 là 0,22
USD/KW.h (giá ở Anh ) thì một SPS có thể truyền năng lượng về vị trí đặt
rectenna trên mặt đất là 1,93 tỷ USD một năm hay cho 38,6 tỷ USD trong
khoảng thời gian sống của vệ tinh SPS. Còn một SPS nhỏ kinh tế hơn cung cấp
4 GW thì có thể cho 154 triệu USD trong thời gian sống của nó. Còn nếu giá
điện là 5 cent như ở Bắc Mỹ hiện nay thì một SPS cho 5 GW vào mạng ở mặt
đất trong vòng 20 năm thì sẽ cho số tiền là 43,3 tỷ USD [17,30,40,41].
5. An ninh năng lượng
Thế giới đang khai thác mạnh các nguồn năng lượng phục vụ cho đời sống
sinh hoạt, sản xuất của con người như năng lượng than đá, năng lượng dầu mỏ,
khí Gas Tuy nhiên, các dạng năng lượng trên đều có hạn, có khả năng cạn kiệt
trong 50 năm tới, không đảm bảo vấn đề an ninh năng lượng.
Mặt khác một số dạng năng lượng như than đá, dầu mỏ, điện nguyên tử, khí
Gas lại có những hạn chế đáng kể như hiệu suất rất thấp, tính an toàn chưa cao
(như năng lượng hạt nhân), giá thành cao, hoặc gây ra ô nhiễm môi trường do
khí thải Chính vì thể các nguồn năng lượng sạch đang rất được quan tâm khai


7
thác như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, nhiên liệu sinh học, pin nhiên
liệu. Tuy nhiên, đến nay trên thế giới tỷ lệ phần trăm sử dụng các nguồn năng

lượng sạch rất thấp, mới chỉ chiếm 3,4% [22].
Tại Việt Nam, năm 2006 tổng tiêu thụ điện năng vào khoảng 51 tỷ KWh,
trong khi đó sản lượng sản suất điện trong nước là 21,8 tỷ KWh và phải nhập
khẩu là 28,4 tỷ KWh, chủ yếu là từ Trung Quốc. Việc khai thác năng lượng sạch
từ pin mặt trời, năng lượng gió, bioga rất thấp, ví dụ: năng lượng từ pin mặt trời
là 3 MW/năm. Việt Nam thường xuyên bị thiếu điện, phải cắt điện luân phiên
vào những tháng cuối mùa khô khi lượng nước từ đầu nguồn về các hồ thủy điện
như thủy điện Hòa Bình bị hạn chế [1,2].
Do vậy, các nhà khoa học trên thế giới cho rằng trong tương lai vấn đề an
ninh năng lượng còn khó khăn hơn cả vấn đề an ninh lương thực. Việc sử dụng
Vệ tinh năng lượng mặt trời có thể giải quyết được vấn đề an ninh năng lượng
trên toàn thế giới và đồng thời giải quyết được các vấn đề về khí thải gây ô
nhiễm, an ninh an toàn hạt nhân, giá thành. Năng lượng mặt trời trong không
gian lớn gấp hàng tỷ lần năng lượng mà chúng ta đang sử dụng hàng ngày, thời
gian sống của mặt trời vào khoảng 4-5 tỷ năm và việc sử dụng năng lượng mặt
trời sẽ là một giải pháp an ninh năng lượng dài hạn [1,2,29].
Như vậy, có thể nhận định cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ,
sự đầu tư của các nước, hệ thống vệ tinh năng lượng mặt trời thu năng lượng
trên vũ trụ sẽ được sử dụng rộng rãi sau vài thập kỷ tới và đây sẽ là nguồn năng
lượng mới đảm bảo vấn đề an ninh năng lượng cũng như an ninh môi trường cho
nhân loại. Cụ thể, tháng 9/2009 Nhật Bản đã quyết định xây dựng một hệ thống
vệ tinh năng lượng mặt trời tại quỹ đạo GEO với công suất 1 GW (tương đương
một lò phản ứng hạt nhân) và dự định đưa vào sử dụng vào năm 2030. Dự án
ước tính giá điện sẽ rất cạnh tranh, 0,06 euro cho 1kw/h, tức thấp hơn giá hiện
nay khoảng 10 lần [6,7]. Mỹ (Xenotech Research) cũng dự định triển khai xây
dựng một nhà máy điện năng lượng mặt trời trên vũ trụ vào tháng 10/2010 [14].
6. Nội dung luận văn tập trung giải quyết
Sau khi thu thập tài liệu, chủ yếu là tài liệu nước ngoài, tác giả Luận văn đã
tập trung vào phân tích mô hình cơ bản của một Vệ tinh năng lượng mặt trời
SPS, vấn đề an ninh năng lượng, đồng thời nghiên cứu một số giải pháp Khoa

học Công nghệ (KHCN) đối với mô tình tổng quát của hệ thống vệ tinh năng
lượng mặt trời, cụ thể:
- Truyền dẫn năng lượng viba trong hệ SPS


8
- Mô hình khái quát về cấu tạo một hệ vệ tinh SPS đặng trưng
- Giải pháp KHCN cho hệ thống thu, biến đổi năng lượng mặt trời sang
điện một chiều
- Giải pháp KHCN cho ma trận linh kiện viba biến đổi năng lượng điện
một chiều thành chùm tia viba công suất cao
- Giải pháp KHCN cho ma trận ăng ten phát và ma trận ăng ten trạm mặt đất.
Một số dự án vệ tinh năng lượng mặt trời đang được nghiên cứu và triển
khai tại Mỹ, Nhật Bản, Châu Âu cũng được tóm tắt trong Luận văn. Luận văn
cũng phân tích những ưu, nhược điểm; khó khăn, thách thức; xu hướng phát
triển của việc ứng dụng năng lượng mặt trời từ hệ SPS.
Đồng thời trong Luận văn còn đề cập tới bài toán truyền năng lượng viba
công suất cao từ vũ trụ về Trái đất có tính tới các yếu tố gây ra suy hao như
truyền qua môi trường chân không, môi trường plasma, môi trường có gió mặt
trời, các ion, nhiệt độ, áp suất, chiết suất thay đổi. Trong phạm vi của Luận văn,
bài toán được đưa ra xem xét có tính chất gợi mở, chưa được giải một cách triệt
để, đây là vấn đề mà thế giới cũng đang nghiên cứu tích cực để có lời giải tường
minh.
Kết cấu của Luận văn gồm 6 phần
- Mở đầu.
- Chương 1 - Tổng quan hệ thống thu, biến đổi, truyền năng lượng mặt
trời ở dạng tia viba công suất cao về Trái đất.
- Chương 2 - Nghiên cứu một số giải pháp khoa học công nghệ thu, biến
đổi, truyền năng lượng mặt trời ở dạng tia viba công suất cao về Trái
đất.

- Chương 3 - Một số vấn đề về môi trường truyền năng lượng viba công
suất cao từ vệ tinh địa tĩnh.
- Chương 4 - Khái quát bài toán, hệ phương trình truyền năng lượng và
mô phỏng hệ thống thu, biến đổi, truyền năng lượng viba từ vũ trụ về
Trái đất.
- Kết luận.





9
Chương 1 - TỔNG QUAN HỆ THỐNG THU, BIẾN ĐỔI, TRUYỀN NĂNG
LƯỢNG MẶT TRỜI Ở DẠNG TIA VIBA CÔNG SUẤT CAO VỀ TRÁI ĐẤT

1.1. Lịch sử phát triển
Khởi đầu vào năm 1964 William C. Brown đã trình diễn một máy bay trực
thăng mô hình được cung cấp điện bằng sóng viba và sau đó từ năm 1969-1973
Bill Brown trong chương trình JPL Raytheon đã phóng truyền một công suất với
30 KW ở dạng tia vi ba qua khoảng cách 1,7 km với hiệu suất đạt 84%. Kết quả
thực nghiệm hiện nay khá khả quan, năm 1975 người ta đã truyền vài chuc KW
tại Goldstone ở Califonia và đến năm 1997 đã truyền với công suất lớn hơn
nhiều tại Grand Bassin trên đảo Reunion Island [1].
Khái niệm về SPS được đưa ra năm 1968, vì ban đầu chưa có các giải pháp
đưa năng lượng về Trái đất nên được cho là phi thực tế, nó không được phát
triển. Đến năm 1973 Peter Glaser đã đưa ra patent số 3.781.647 và các nghiên
cứu khác sau này đã đưa ra kết luận về truyền năng lượng qua một khoảng cách
dài từ SPS đến bề mặt Trái đất sử dụng bức xạ vi ba 2.45GHz (hoặc 5.8GHz) từ
một anten rất lớn (cỡ 1 km
2

) trên SPS trong vũ trụ đến một anten có hình ellipe
lớn hơn nhiều trên mặt đất (gọi là rectenna), đường kính cỡ 10km, với mật độ
sóng vi ba mong muốn đạt được là (23mW/cm²), các anten của hệ thống kể trên
có thể truyền một công suất từ 5 đến 10 GW. Xu thế khác muốn truyền bằng tia
laser có bước sóng ngắn hơn nhiều, và có một số ưu điểm đáng kể, song bức xạ
laser lại bị suy hao nhiều khi truyền qua mây và trời mưa [3,4].
Tuy nhiên giá thành của loại năng lượng này dự tính sẽ rất cao so với các
nguồn năng lượng khác, nhất là phải gánh cả chi phí phóng vệ tinh lên quỹ đạo
bởi tên lửa đẩy. Để giảm chi phí phóng vệ tinh và giảm giá thành cũng như giảm
khoảng cách truyền và giảm suy hao do truyền xa từ GEO, người ta còn nghĩ
đến việc truyền năng lượng từ MEO và LEO. Từ năm 1978 - 1981 nhiều hội
nghị khoa học công nghệ đã được tổ chức, nhiều công ty tham gia vào các dự án
của NASA và NASA đã đầu tư nhiều tỷ USD. Năm 2007 Bộ quốc phòng Mỹ đã
thực sự quan tâm đến vệ tinh năng lượng mặt trời và sau đó có rất nhiều dự án
đã được thực hiện và thu được nhiều tiến bộ, thành quả tốt.
1.2. Mô hình tổng quát hệ thống thu năng lượng mặt trời, biến đổi và
truyền về Trái đất bằng chùm tia viba công suất cao
Cấu thành của hệ này gồm ba phần chính, mỗi phần lại cần có các giải pháp
khoa học công nghệ cao liên ngành mới có thể giải quyết được các mục tiêu đề
ra, cụ thể:


10
Vệ tinh năng lượng mặt trời quay trên quỹ đạo gồm một số khối thiết bị
chính
- Khối thiết bị thu năng lượng mặt trời, thường bao gồm hệ thống gương để
hội tụ năng lượng mặt trời vào các pannel pin mặt trời có thệ thống cơ khí điều
chỉnh để các pannel PV luôn hướng về phía mặt trời.
- Khối biến đổi thành năng lượng điện sau Pin mặt trời thành tia vi ba có
công suất cao. Tại đây năng lượng điện cần phải khuếch đại lên tới giá trị dòng

thế hiệu thích hợp ở dạng DC, hoặc AC để cung cấp cho các linh kiện vi ba để
phát chùm tia có công suất cao.
- Hệ thống anten phát bức xạ vi ba đặt trên vệ tinh hướng xuống đất, nơi
có hệ thống anten thu. Hệ thống anten phát thường là ma trận tạo nên bởi các
anten hai cực có liên kết pha, tín hiệu phát ra từ ma trận anten tạo nên một cấu
hình phân bố năng lượng xác định có tương tác qua lại với nhau.
Không gian truyền dẫn năng lượng không dây
Từ vệ tinh SPS đến Trái đất bao gồm không gian vũ trụ ở ngoài tầng khí
quyển (có nhiệt độ áp suất thấp, có các tia vũ trụ…) và không gian của bầu khí
quyển Trái đất. Cần lưu ý ở đây là quá trình truyền năng lượng không dây qua
một khoảng không gian từ vũ trụ về mặt đất có các đặc tính hóa lý không đồng
nhất. Bài toán này rất khó khăn, hiện chưa được giải quyết có hiệu quả xét cả
về mặt lý thuyết và thực nghiệm. Để giảm khoảng cách truyền năng lượng và để
giảm suy hao do truyền xa từ GEO, người ta còn nghĩ đến việc truyền năng
lượng từ MEO và LEO.
Hệ thống thiết bị thu biến đổi truyền dẫn năng lượng trên mặt đất
Bao gồm một hệ thống rectenna có kích thước lớn hơn nhiều hệ thống anten
trên vũ trụ, vì năng lượng phát ra từ quỹ đạo GEO thường có dạng hình nón, nên ở
mặt đất cần có rectenna có kích thước thích hợp mới thu nhận được hết năng lượng.
Kích thước của rectenna có thể tính được khi biết kích thước của anten phát,
phoảng cách truyền năng lượng không dây và một số điều kiện môi trường. Sau
đây chúng ta xét chi tiết hơn một số bộ phận chính trong hệ SPS.
1.3. Một số ưu nhược điểm của hệ thống vệ tinh năng lượng mặt trời so
với hệ thống thu năng lượng mặt trời có trên mặt đất
Các ưu điểm chính
- Tại GEO không có không khí nên anten thu nhiều năng lượng mặt trời
hơn.
- Không bị ảnh hưởng bởi thời tiết của Trái đất gây ra.

11
- Tại quỹ đạo GEO, SPS có thể được chiếu sáng tới 99% thời gian (không
bị che khuất bởi ban đêm) chỉ bị che khuất vài ngày vào mùa Xuân và mùa Thu.
Trong khi hệ thống PV trên mặt đất chỉ thu được khoảng 1/3 năng lượng mặt
trời do có chu kỳ ngày đêm hoặc do rất ít ánh nắng đạt đến PV khi sáng hoàng
hôn hay khi thời tiết xấu (mưa, mây mù).
- Một SPS có thể cấp năng lượng liên tục trong khi đó một hệ PV trên mặt
đất lại yêu cầu bộ tích trữ năng lượng (acquy) để cung cấp năng luợng vào ban
đêm.
- Hệ thống PV trên mặt đất yêu cầu phải thường xuyên bảo dưỡng, trong
khi đó SPS khi đã phóng lên quỹ đạo thì không cần bảo dưỡng nhiều.
- Hệ thống SPS yêu cầu diện tích nhỏ hơn khoảng 1/5 lần so với hệ thống
thu năng lượng mặt trời trên mặt đất .
- Hệ thống rectenna của SPS nhỏ so với các tấm pin mặt trời cho công suất
tương ứng, hoặc nói cách khác khi cùng diện tích thì rectenna thu được nhiều
năng lượng hơn so với PV. Một tấm panel PV hoạt động thường xuyên ở Mỹ sẽ
cho trung bình từ 19 đến 56 W/m². Còn một rectenna của SPS có thể cho liên tục
230W/m
2
, vì vậy kích thước của rectenna yêu cầu để thu 1W chỉ bằng từ 8,2 %
đến 24 % của kích thước của PV trên mặt đất [1,2].
- Hệ thống rectenna có thể làm bằng vật liệu trong suốt, thường để trên cao
vài mét so với mặt đất, diện tích phía dưới vẫn có thể sử dụng vào mục đích
khác.
- Một hệ thống SPS có thể cấp năng lượng cho bất cứ một khu vực nào trên
mặt đất, cả vùng sâu vùng xa, chỉ cần hướng anten phát về vị trí mong muốn và
đặt anten thu nơi mong muốn.
Các nhược điểm chính
- Giá thành phóng tên lửa đưa vệ tinh SPS lên quỹ đạo khá lớn, vệ tinh
càng nặng thì càng đắt. Giá phóng hiện nay lên quỹ đạo LEO cỡ từ 6.600 - 11

000 USD/kg tùy từng hãng. Theo ước tính trong tương lai giá thành vào khoảng
400-500 USD/kg để đưa lên quỹ đạo LEO là có thể chấp nhận được.
- Người ta có thể chờ đợi một SPS tạo ra bao nhiêu tiền qua việc tạo ra
năng luợng. Theo các số liệu thiết kế hiện nay thì một SPS có thể tạo ra 8,75
TeraWatt-Giờ (TW.h) điện năng trên một năm hoặc 175 TW.h sau chu kì thời
gian sống, ví dụ là 12 năm. Theo giá điện năm 2006 là 0,22 USD/KW.h (giá ở
Anh ) thì một SPS có thể truyền năng lượng về vị trí đặt rectenna trên mặt đất là
1,93 tỷ USD một năm hay cho 38,6 tỷ USD trong khoảng thời gian sống của vệ
tinh SPS. Còn một SPS nhỏ kinh tế hơn cung cấp 4 GW thì có thể cho 154 triệu


12
USD trong thời gian sống của nó. Còn nếu giá điện là 5 cent như ở Bắc Mỹ hiện
nay thì một SPS cho 5 GW vào mạng ở mặt đất trong vòng 20 năm thì sẽ cho số
tiền là 43,3 tỷ USD [1,2].
- Hệ thống PV trên mặt đất rẻ hơn đáng kể về phương diện lắp đặt.
- Hệ thống PV trên mặt đất không đòi hỏi phát triển công nghệ mới. Trong
khi đó để đưa được SPS có trọng lượng hàng trăm tấn, kích thước hàng chục
km
2
lên quỹ đạo và duy trì hoạt động của hệ thống cần phải phát triển các công
nghệ mới.
1.4. Các thành tựu đạt được trên thế giới
Khái niệm vệ tinh năng lượng mặt trời (SPS) từ khi bắt đầu được đưa ra
năm 1968 đã được các nhà khoa học, các trường đại học, các viện nghiên cứu,
các tập đoàn lớn, các cơ quan không gian các nước đặc biệt quan tâm, như: Đại
học Kyoto Nhật Bản, Đại học La Reunion Pháp; Viện nghiên cứu Xenotech
Research Mỹ; Các tập đoàn Mitsubishi Heavy Industries, Misubishi Electric,
NEC, Fujitsu và Sharp Nhật Bản; BOEING Mỹ; Cơ quan không gian Mỹ
NASA, Cơ quan phát triển không gian quốc gia Nhật Bản NASDA, Cơ quan vũ

trụ Nhật Bản JAXA, Cơ quan hàng không vũ trụ Châu Âu Từ đây rất nhiều dự
án đã được đầu tư nghiên cứu và bước đầu triển khai, đã đạt được những thành
quả nhất định, cụ thể:
1.4.1. Một số dự án của Mỹ
Dự án SUN TOWER

Hình 5: Mô hình SPS dự án Sun Tower
Dự án khởi động vào năm 1997 xây dựng một hệ thống 6 SPS bay quanh
Trái đất gọi là SUN TOWER, sản xuất điện liên tục trong 24 giờ; Quỹ đạo hoạt
động MEO; Công suất phát viba 200 MW; Tần số viba 5.8GHz; Góc mở bao
phủ Trái đất 60 độ; Đường kính rectenna 4 km.


13
Dự án ISC (Integrated Symmetrical Concentrator) thuộc Chương
trình nghiên cứu và công nghệ thám hiểm SERT

Hình 6: Mô hình SPS dự án JSC
Dự án khởi động năm 1997 với 2 phiên bản 24 gương và 36 gương, mỗi
gương đường kính 500 m, ánh sáng phản xạ từ hệ thống gương sẽ tập trung trên
mảng PV; Quỹ đạo hoạt động GEO; Công suất 1.2GW; Tần số viba 2.45 GHz
hoặc 5.8GHz; Kích thước rectenna 6.5km x 8.5km (với tần số viba 5.8GHz).
Dự án SOLAR DISC

Hình 7: Mô hình SPS dự án Solar Disc

Với 1 SPS, sản xuất liên tục gần 24 giờ, tại quỹ đạo GEO, góc mở từ SPS
bao phủ Trái đất là 120 độ, công suất khoảng 5GW đối với 1 SPS.

14
Dự án năng lượng mặt trời của Xenotech Research xây dựng một trạm
năng lượng mặt trời trên quỹ đạo, dự định triển khai vào tháng 10/2010 [14].


Hình 8: Trạm khai thác năng lượng mặt trời từ vũ trụ dự định triển khai ở New
Mexico Mỹ vào tháng 10-2010
1.4.2. Một số dự án của Nhật Bản
Dự án SPS2000
Dự án được thiết kế với các yêu cầu như công xuất phát 10MW, thời gian
sống là 30 năm, giá thành vệ tinh 9 tỷ Yên, hoạt động tại tần số 2,45GHz, mật
độ công suất cực đại trên rectenna 0,9mW/cm2, 2.547.776 phần tử ăng ten phát.





15
Dự án JAXA
Model 2001

Model 2002
Model 2003



Hình 9: Mô hình SPS 2001, 2002, 2003 của Jaxa
(Nguồn National Space Development Agency of Japan (NASDA))
Dự án khởi động từ năm 2001 gồm 2 gương chính và 2 gương phụ, module
chuyển đổi từ quang sang điện (hình bánh sandwich); Kích thước 2 gương chính

4 x 6
2
km
(model 2001); 2.5 x 3.5 km, trọng lượng 1 gương 1000 tấn (model
2002); Kích thước 2 gương phụ 2 x 4
2
km
; 2 km (model 2001), trọng lượng 1
gương 400 tấn (model 2002); Khoảng cách từ các gương tới module chuyển đổi
3-4 km (model 2001, 2002); Đường kính ăng ten phát 2.6 km (model 2001); 2
km, trọng lượng 7000 tấn (model 2002).
Dự án USEF

Hình 10: Mô hình SPS dự án USEF
(Nguồn National Space Development Agency of Japan (NASDA))


16
Dự án bao gồm hệ thống bus và panel nhận năng lượng mặt trời, chuyển
đổi, phát viba. Hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời sang điện một chiều là
35%, điện một chiều sang viba là 85%; Quỹ đạo hoạt động LEO; Công suất phát
trên SPS 1.2GW; Công suất nhận trên mặt đất 0.75GW; Kích thước panel nhận
năng lượng mặt trời và phát viba 2 km x 1.9 km; Trọng lượng panel nhận năng
lượng mặt trời và phát viba 18.000 tấn; Trọng lượng hệ thống bus 2000 tấn, độ
dày 0,1 m; Panel nhận năng lượng mặt trời và phát viba gồm 400 panel nhỏ 100
m x 95 m.
Mô hình
Old
JAXA
JAXA1

JAXA2
NASA/
DOE
Tần số (GHz)
5.8
5.8
5.8
2.45
Đường kính ăng ten phát
(km)
2.6
1
1.93
1
Sụt biên độ (dB Gaussian)
10
10
10
10
Công suất lối ra (phần bao
chùm lên Trái đất) (GW)
1.3
1.3
1.3
6.72
Mật độ công suất cực đại tại
trung tâm
63
420
114

2.2
Mật độ công suất cực tiểu tại
cạnh
6.3
42
11.4
0.22
Khoảng cách ăng ten (λ)
0.75
0.75
0.75
0.75
Công suất cực đại trên một
ăng ten (W)
(Số lượng phần tử)
0.95
(3.54 tỷ
USD)
6.1
(540
triệu
USD)
1.7
(1950
triệu
USD)
185
(97 triệu
USD)
Đường kính rectanna (km)

2
3.4
2.45
1
Mật độ công suất cực đại
180
26
100
23
Hiệu suất thu năng lượng (%)
96.5
86
87
89
Bảng 1: Các tham số điển hình của một số vệ tinh SPS của một số dự án
(Nguồn Hiệp hội quốc tế khoa học vô tuyến URSI [38])