前不久Facebook宣布，其研发多时的太阳能无人机Aquila在6月28日成功在亚利桑那州尤马县（Yuma）完成首次试飞，Aquila在656米的高度飞行了96分钟。 对于这次试飞成功，在尤马县试飞现场的Facebook首席执行官马克·扎克伯格（MarkZuckerberg）可谓欣喜若狂：“我们不是飞机公司，但在产生这个创意短短2年内，我们建立了团队，现在甚至已经有了可以飞行一个半小时的飞机。在实现帮助所有人联网的道路上，这是个巨大的里程碑。” 扎克伯格说，Facebook将建造数千架联网无人机，与全世界的政府和电信公司合作，为城市郊区、乡村以及灾区民众提供互联网接入服务。要知道，目前全球的60多亿人口当中仍然有多达40亿人无法上网，其中16亿人生活在没有任何移动网络覆盖的偏远地区。 趋之若鹜的无人机 而Facebook要实现自己的宏伟梦想，最大的突破就是研发能够在空中持续飞行3个月的无人机，首先需要解决的就是无人机的能源问题。从目前来看，只有太阳能才有可能解决这个问题。Aquila的翼展和波音737飞机相当，重量是丰田普锐斯汽车的三分之一左右，装备了最新的太阳能电池。Facebook基础设施工程副总裁杰·帕里克（JayParikh）表示，当Aquila在空中以巡航速度飞行时，功耗为5000瓦，相当于三个吹风机或者一台高端微波炉。 从大胆提出设想到试飞成功，Facebook经历了一个过程。2013年，Facebook成立了FacebookConnectivityLab实验室，开发无人机、卫星等技术；2014年3月，FaceBook收购英国太阳能无人机制造商Ascenta，致力于全球互联网接入计划研发；2015年，facebook进行太阳能无人机的地面测试工作，采用了高效的薄膜太阳能电池，可为无人机在高空提供强劲的动力而不增加较多的重量负担；直到2016年6月28号，Facebook首次试飞Aquila太阳能无人机成功。 另一家互联网巨头谷歌对于研发太阳能无人机为偏远地区提供互联网服务同样情有独钟。2014年4月，谷歌收购了太阳能无人飞机制造商TitanAerospace；2015年，谷歌无人机首次试飞坠毁后继续开展研发，预计2016年再次试飞。 除了两家互联网巨头之外，载人太阳能飞机平台瑞士“阳光脉动”号在2010年7月成功实现了24小时不间断飞行，2012年6月5日完成了首次跨洲飞行，2016年3月9日开始环球飞行，目前已经完成了阿曼、印度、缅甸、中国、日本、美国等航段。 为什么如此多的巨头都在争先恐后地研发太阳能飞行器？这是因为太阳能飞行器以太阳能作为飞机驱动力，是非常理想的长航时飞机。白天，太阳能飞行器依靠表面铺设的太阳能电池将太阳光辐射能转换为电能，维持动力系统、航电设备及任务载荷的运行，同时为机载二次电源充电；夜间，太阳能飞行器释放二次电源中电能满足夜间飞行的需要。如果白天储存的能量能满足夜间飞行的需要，则太阳能飞行器理论上可以实现“永久”飞行。 太阳能飞行器巡航时间长、飞行高度高、覆盖区域广，可以执行多种任务，具有常规飞行器不可替代的优点，可用于军事侦查、森林防火、地理及环境监测地、应急救灾通讯，互联网通讯等领域，具有非常大的商业应用前景。 仅互联网通讯领域而言，当今通讯与网络已经统治了世界，畅通的通讯网络环境成为关键，移动互联网进入全民时代，互联网更加广泛的铺设势在必行。太阳能驱动的互联网中继无人机将以低建设及维护成本实现空中互联网信号向地面的大范围覆盖，改变信息传播方式，掌握信息权，从而改变世界信息互联模式。由太阳能无人机替代地面基站构建的空中互联中继网，对更大规模的互联网应用有划时代的意义，将带来几万亿美元的互联网市场份额，商业前景无可估量。 无人机背后的太阳能技术 不过，要实现如此大的市场，首先要解决的就是太阳能飞行器的太阳能电池的问题。业界分析，Facebook的太阳能无人机Aquila采用了目前最为先进的薄膜太阳能技术，而令人吃惊的是，这种技术的领先厂商极有可能就是一家中国公司——汉能。前不久汉能还高调发布了四辆全太阳能动力汽车，引起轰动。 在汉能薄膜发电（HK：00566）的2015年年报中，提到公司的重要部门——移动能源事业群的时候，说到“市场方面，主要完成了部分战略性大客户的订单，如交付全球知名企业高空长航时无人机的电池产品订单”。业界普遍猜测，汉能薄膜发电就是Aquila太阳能电池的供应商。 这得益于汉能薄膜发电在2014年对美国创新企业AltaDevices的收购，使得其拥有了全球最为先进的薄膜太阳能技术——砷化镓高效柔性薄膜技术。相关资料显示，AltaDevices拥有世界上转换效率最高的柔性砷化镓（GaAs）太阳能电池片，可以为广泛的移动电源应用提供支持。经美国国家可再生能源实验室认证，AltaDevices以单结电池28.8%、双结电池31.6%的转化效率成为柔性薄膜电池的双料世界冠军。 目前全球主流的太阳能电池主要有两种，一种是汉能薄膜发电采用的薄膜砷化镓电池，另一种则是单晶硅电池，两种电池的技术标准对比如下： 薄膜砷化镓单晶硅 量产最高电池效率30%22% 每平方米输出功率300瓦220瓦 每平方米重量不到200克500克 电池形态柔性可折叠不可折叠、易碎 综合来看，薄膜砷化镓电池要优于单晶硅电池，这也是Facebook和谷歌等互联网巨头之所以要在无人机中装备薄膜砷化镓电池的重要原因。 瑞士“阳光动力2号”太阳能动力飞机采用的则是第一代单晶硅太阳能电池，1.7万块晶体硅太阳能板覆盖在机身上提供动力。与薄膜砷化镓电池相比，其太阳能板光电的转化效率上升空间小，同时太阳能板的重量较重，造成其单位面积动力提供能力上升空间较小。而且它体型庞大，重量达2.3吨，相当于一辆小汽车的重量。为保证足够的太阳能板面积，翼展达到了72米，比波音747客机还要宽。因此，瑞士的研发人员也在寻找质量更轻、效率更高的太阳能电池。 可见，太阳能无人机要尽快投入商用，关键还是要解决太阳能电池的问题。目前，在像Facebook和谷歌无人机等大量市场需求的驱动下，包括汉能薄膜发电在内的大批新能源企业正在紧锣密鼓地进一步提升电池的性能。汉能薄膜发电董事局主席李河君此前曾经表示，民用太阳能的市场容量非常大，仅仅商用无人机这个细分市场的容量就超过万亿元。 汉能薄膜发电的2015年年报中披露，“AltaDevices中试研发现（Pilot）的电池效率、良品率和产量大幅**，实现了批量稳定持续性生产，成功转型为可量产的小规模生产线。目前，厂务改造和新设备安装调试、以及产能爬升仍在持续进行中。本集团完成了核心装备的自主开发及设备设计，开始进行关键零部件采购中，为进一步扩大美国产线的规模做出准备。” 看来，在全球最前沿的太阳能无人机产业链中，中国企业第一次获得了足够的发言权。 |
