苍穹翱翔：汉能太阳能无人机实现新能源突破

2017年1月下旬，志在第一个飞入平流层，冲击太空边缘的太阳能飞机在瑞士亮相；2月初，中国新一代彩虹系列太阳能无人机，完成了飞行试验。一时间，太阳能飞机成为众多飞机迷眼中的新宠。

据了解，目前，太阳能飞机已成为各国航空领域重点研究的新兴领域。其中太阳能无人机具有强大的续航能力以及光电转换效应，甚至被称为“大气层卫星”， 可代替低轨道卫星的部分功能；也可在局部形成持续的监视、信息中继能力，并且可以实现区域持久驻留，这一优势是低轨道卫星所无法比拟的。

下面，小编就带大家来看看世界各国已经建成的太阳能飞机，它们有怎样的风姿。

飞的最高的载人太阳能飞机

制作团队：瑞士 Solarstratos团队

性能：翼展24．9米，重450KG；可实现超长时续航。

太阳能组件：该飞机安装有太阳能锂电池，通过太阳能电池板对其进行充电，但其采用的组件类型并未公布。

SHOW：该飞机将于2018年挑战飞入平流层的目标。

大气平流层是一个很脆弱的环境，Solarstratos团队所打造的这架志在飞入平流层的太阳能飞机，其重要任务之一就是宣传保护我们的大气层。

据了解，飞机要到达太空边缘是非常严酷的，要完成这次飞入平流层的任务还存在一定的危险性——飞行员和飞机都要经受极端的温度（零下70摄氏度）和宇宙辐射的威胁，而且飞机不会加压，飞行员还要穿着宇航服来驾驶。

与昂贵的卫星相比，利用太阳能飞机去执行某些任务，显然要便宜很多。如果这一次飞行成功，那么这很可能会为我们开辟一条新的，太阳能飞机在太空边缘飞行的路线。而且该飞行或许还会慢慢增加新的观测任务，让人类更好的了解气候变化对大气的影响。

期待着这架太阳能飞机能够挑战成功。

汉能太阳能无人机

制作团队：中国 汉能集团

性能：翼展4．4米，续航时间6至10小时，作业范围可以达到400至700公里。

太阳能组件：汉能美国子公司Alta Devices的砷化镓薄膜太阳能组件

SHOW：世界上航时最长的工业级太阳能无人机。

2016年9月17日，汉能4．4固定翼太阳能无人机亮相2016年全国科普日北京主场并引起广泛关注。

据了解，此次在全国科普日亮相的汉能4．4米固定翼太阳能无人机，其机翼表面均铺设有汉能美国子公司Alta Devices的砷化镓薄膜太阳能电池芯片。

有数据显示，常规纯电池动力无人机续航时间为1．5至2小时，作业范围在200公里以内。而汉能4．4米固定翼无人机铺设薄膜太阳能电池后，将续航时间延长到6至10小时，作业范围可以达到400至700公里，是世界上航时最长的工业级太阳能无人机，可广泛应用于军用、民用和商用市场，如石油天然气管道巡线、农业监控、军用警用巡逻、灾害和应急救援、航拍和土地测绘、自然资源检测、边境和海岸线巡逻、矿业监测等。

Alta Devices是汉能薄膜发电海外子公司之一，于2014年被汉能薄膜发电并购。通过对Alta Devices的并购，汉能薄膜发电拥有了转化率最高的薄膜太阳能技术——砷化镓高效柔性薄膜技术。相关资料显示，Alta Devices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，Alta Devices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。

经调查，小编发现，中国光伏企业汉能薄膜发电不仅自身研发制造太阳能无人机，还与全球知名企业在高空长航时无人机存在合作。在其2015年年报中，在介绍其移动能源事业群时，曾这样表述：此事业部以可移动的分布式发电技术为基础并采用Alta Devices的技术，通过储能、控制、信息通信等技术的有机结合，实现能源的可移动、全天候、高效率供应。“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。”

中国新一代彩虹系列太阳能无人机

制作团队：中国 空气动力技术研究院

性能：机翼展40多米；有效荷载50KG左右；飞行速度150－200km／h。

太阳能组件：柔性薄膜太阳能组件

SHOW：中国最先进太阳能无人机。

近日，中国新一代彩虹系列太阳能无人机完成了飞行试验。空气动力技术研究院无人机总工程师石文介绍，这是美国NASA系列后世界上最大的太阳能无人机，性能指标和技术能力为国际前三。

这架体型硕大仅展翼就有40多米长，表面布满太阳能电池板的螺旋桨飞机，看似一个“航行巨无霸”。但就是在这个巨无霸上，我们实现了平台概念研究及小型验证机研制、关键技术研究和方案论证、40余米翼展大尺度技术验证机飞行试验等关键技术的突破。

石文表示，凭借超高空、长航时、易保障这三大“法宝”，太阳能无人机未来有望承担起长时间空中预警、大面积空中侦察以及灾害监测、气象观测、通信中继等任务。

Facebook太阳能无人机

制作团队：美国 Facebook（书脸）

性能：翼展70余米；理论续航时间可达3月。

太阳能组件：有媒体猜测，该飞机用到的太阳能组件为汉能Alta Devices生产的砷化镓高效柔性薄膜组件，但Facebook和汉能并未就该猜测发表意见。

SHOW：要实现在世界范围内的无线网络全覆盖。

美国当地时间2016年7月21日，Facebook（脸书）创始人兼CEO扎克伯格宣布，旗下太阳能无人机Aquila已经在亚利桑那州的一个军用机场成功首航。

Aquila无人机是Facebook Connectivity Lab多年来的智慧结晶，按照设计规划，Aquila可以在18000米的高空飞行，通过激光和毫米波技术，为那些传统网络设备无法抵达的偏远地区推送互联网，网络覆盖半径为96公里。

公开报道显示，Aquila是由太阳能面板供电的，理论上一次可以飞行至多3个月时间，速度达到每小时120公里；虽然翼展接近波音737飞机，但重量仅有453公斤；开启巡航模式，耗电仅为5000瓦。

据了解，未来Facebook还将继续测试和推进Aquila的性能。目前太阳能无人机的续航记录是两个星期，Aquila要达到Facebook长达3个月，也就是90天续航的预期，还要进行诸多后续研发。

至于Facebook为何选择薄膜太阳能组件，据了解，当前世界上新研发的太阳能无人机用到的太阳能组件多为薄膜组件，主要原因在于多晶硅组件质量大，不可变形，而薄膜太阳能组件具有质量轻，柔性可弯曲等特点，可以极大降低无人机的重量，并最大限度地利用飞机的机翼空间。

Helios（太阳神）太阳能无人机

制作团队：美国 NASA和航空环境公司（AeroVironment）

性能：Helios无人机采用柔性极强飞翼布局，翼展75．3米；理论续航时间可达数年。

太阳能组件：不明

SHOW：世界上翼展最大的太阳能无人机。

Helios（太阳神）太阳能无人机由美国NASA和航空环境公司（AeroVironment）联合研制，主要用于验证太阳能驱动飞机执行长时间飞行任务的可行性以及太阳能燃料电池在飞行器上的应用。

Helios无人机采用柔性极强飞翼布局，其翼展为247英尺（75．3米）。使用于飞行的Helios 无人机有两种布局形式，一种利于非常高的高空飞行，另一种适于长航时飞行。这两种布局的结构形式相同，不同之处是一种沿展向分布载荷，一种是点载荷质量分布。

不幸的是，2003年6月26日，Helios无人机在验证燃料电池技术的试飞过程中，突然遭遇强湍流，引起两个翼端向上弯，致使整个机翼诱发严重的俯仰振荡，超出飞机结构的扭曲极限，继而空中解体，坠入夏威夷考艾岛附近海域。

Zephyr太阳能无人机

制作团队：英国 奎奈蒂克公司

性能：Zephyr造价430万英镑，翼展22．5米；续航时间45天。

太阳能组件：柔性薄膜太阳能组件

SHOW：其飞行高度达21336米，是商用飞机飞行高度的两倍。

英国奎奈蒂克公司的Zephyr太阳能无人机计划始于2001年。2010年7月，Zephyr在亚利桑那州的尤马实验场起飞，携带2．7KG有效载荷，实验飞行时间为14天零24分钟，起飞重量50kg。

2016年下半年，Zephyr太阳能无人机在英国空军特别部队（SAS）配备，其主要作用是追踪全球范围内的恐怖分子。

通过通信卫星向其传送指令，Zephyr太阳能无人机能够在世界上任何地方进行操纵。如果没有可用卫星，控制人员人员可以通过一个控制站就使其航行400千米以上。

阳光动力2号太阳能飞机

制作团队：瑞士 瑞士科研团体和瑞士本国及外国私营企业投资者共同合作的成果

性能：翼展72米；总载重约为100公斤，设计巡航高度范围在1．5千米至8．5千米；续航时间118小时以上。

太阳能组件：不明

SHOW：完成环球飞行，在世界范围内宣传可再生能源和清洁能源。

“阳光动力”2号是瑞士设计的一架仅靠太阳能即可实现昼夜飞行的飞机。这架飞机的翼展达72米，超过了波音747大型客机。机翼上装有1．7万余块太阳能电池为飞机提供动力，白天剩余的能量还可以储存在锂电池组中以供夜间飞行。

2015年3月，它从阿布扎比出发开始环球之旅。其环球之旅总共17段、全程3．5万公里，旨在世界范围内宣传可再生能源和清洁能源。2016年7月26日凌晨，“阳光动力”2号抵达阿联酋首都阿布扎比，完成了环球飞行的壮举。

太阳能Wi－Fi无人机

制作团队：中国 西北工业大学“魅影”团队

性能：翼展7米，重15KG；冬季航时13小时，夏季航时23小时；飞行速度达40km／h；飞行范围在方圆20公里。

太阳能组件：柔性薄膜太阳能组件

SHOW：一艘太阳能Wi－Fi无人机， “让WiFi从你的全世界路过”

2016年9月23日，在第十八届中国科协年会全国科技工作者创新创业大赛上，由中国西北工业大学周洲教授团队研制的“太阳能Wi－Fi无人机”一举夺得金奖，引起了社会各界关注。

“太阳能Wi－Fi无人机”的亮点是将太阳能、无人机、无线路由器三个社会热点相结合，采用太阳能为自供给能源，太阳能无人机为持久留空平台，与Wi－Fi技术相结合，构建空中基站，通过单机或者多机基站进行区域覆盖，形成灵活的移动互联网空中宽带通信基础设施。

周洲教授表示：“大家无论在路上，在火车上，在公共汽车里，在原野上，还是在航班里，都有Wi－Fi信号送到，我们的太阳能飞机，让Wi－Fi无处不在。”