鋰電世界 前不久Facebook宣布，其研發(fā)多時的太陽能無人機(jī)Aquila在6月28日成功在亞利桑那州尤馬縣（Yuma）完成首次試飛，Aquila在656米的高度飛行了96分鐘。
對于這次試飛成功，在尤馬縣試飛現(xiàn)場的Facebook首席執(zhí)行官馬克·扎克伯格（MarkZuckerberg）可謂欣喜若狂：“我們不是飛機(jī)公司，但在產(chǎn)生這個創(chuàng)意短短2年內(nèi)，我們建立了團(tuán)隊，現(xiàn)在甚至已經(jīng)有了可以飛行一個半小時的飛機(jī)。在實現(xiàn)幫助所有人聯(lián)網(wǎng)的道路上，這是個巨大的里程碑。”
扎克伯格說，F(xiàn)acebook將建造數(shù)千架聯(lián)網(wǎng)無人機(jī)，與全世界的政府和電信公司合作，為城市郊區(qū)、鄉(xiāng)村以及災(zāi)區(qū)民眾提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。要知道，目前全球的60多億人口當(dāng)中仍然有多達(dá)40億人無法上網(wǎng)，其中16億人生活在沒有任何移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū)。
趨之若鶩的無人機(jī)
而Facebook要實現(xiàn)自己的宏偉夢想，最大的突破就是研發(fā)能夠在空中持續(xù)飛行3個月的無人機(jī)，首先需要解決的就是無人機(jī)的能源問題。從目前來看，只有太陽能才有可能解決這個問題。Aquila的翼展和波音737飛機(jī)相當(dāng)，重量是豐田普銳斯汽車的三分之一左右，裝備了最新的太陽能電池。Facebook基礎(chǔ)設(shè)施工程副總裁杰·帕里克（JayParikh）表示，當(dāng)Aquila在空中以巡航速度飛行時，功耗為5000瓦，相當(dāng)于三個吹風(fēng)機(jī)或者一臺高端微波爐。
從大膽提出設(shè)想到試飛成功，F(xiàn)acebook經(jīng)歷了一個過程。2013年，F(xiàn)acebook成立了FacebookConnectivityLab實驗室，開發(fā)無人機(jī)、衛(wèi)星等技術(shù)；2014年3月，F(xiàn)aceBook收購英國太陽能無人機(jī)制造商Ascenta，致力于全球互聯(lián)網(wǎng)接入計劃研發(fā)；2015年，facebook進(jìn)行太陽能無人機(jī)的地面測試工作，采用了高效的薄膜太陽能電池，可為無人機(jī)在高空提供強(qiáng)勁的動力而不增加較多的重量負(fù)擔(dān)；直到2016年6月28號，F(xiàn)acebook首次試飛Aquila太陽能無人機(jī)成功。
另一家互聯(lián)網(wǎng)巨頭谷歌對于研發(fā)太陽能無人機(jī)為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)同樣情有獨鐘。2014年4月，谷歌收購了太陽能無人飛機(jī)制造商TitanAerospace；2015年，谷歌無人機(jī)首次試飛墜毀后繼續(xù)開展研發(fā)，預(yù)計2016年再次試飛。
除了兩家互聯(lián)網(wǎng)巨頭之外，載人太陽能飛機(jī)平臺瑞士“陽光脈動”號在2010年7月成功實現(xiàn)了24小時不間斷飛行，2012年6月5日完成了首次跨洲飛行，2016年3月9日開始環(huán)球飛行，目前已經(jīng)完成了阿曼、印度、緬甸、中國、日本、美國等航段。
為什么如此多的巨頭都在爭先恐后地研發(fā)太陽能飛行器？這是因為太陽能飛行器以太陽能作為飛機(jī)驅(qū)動力，是非常理想的長航時飛機(jī)。白天，太陽能飛行器依靠表面鋪設(shè)的太陽能電池將太陽光輻射能轉(zhuǎn)換為電能，維持動力系統(tǒng)、航電設(shè)備及任務(wù)載荷的運行，同時為機(jī)載二次電源充電；夜間，太陽能飛行器釋放二次電源中電能滿足夜間飛行的需要。如果白天儲存的能量能滿足夜間飛行的需要，則太陽能飛行器理論上可以實現(xiàn)“永久”飛行。
太陽能飛行器巡航時間長、飛行高度高、覆蓋區(qū)域廣，可以執(zhí)行多種任務(wù)，具有常規(guī)飛行器不可替代的優(yōu)點，可用于軍事偵查、森林防火、地理及環(huán)境監(jiān)測地、應(yīng)急救災(zāi)通訊，互聯(lián)網(wǎng)通訊等領(lǐng)域，具有非常大的商業(yè)應(yīng)用前景。
僅互聯(lián)網(wǎng)通訊領(lǐng)域而言，當(dāng)今通訊與網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)統(tǒng)治了世界，暢通的通訊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境成為關(guān)鍵，移動互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入全民時代，互聯(lián)網(wǎng)更加廣泛的鋪設(shè)勢在必行。太陽能驅(qū)動的互聯(lián)網(wǎng)中繼無人機(jī)將以低建設(shè)及維護(hù)成本實現(xiàn)空中互聯(lián)網(wǎng)信號向地面的大范圍覆蓋，改變信息傳播方式，掌握信息權(quán)，從而改變世界信息互聯(lián)模式。由太陽能無人機(jī)替代地面基站構(gòu)建的空中互聯(lián)中繼網(wǎng)，對更大規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用有劃時代的意義，將帶來幾萬億美元的互聯(lián)網(wǎng)市場份額，商業(yè)前景無可估量。
無人機(jī)背后的太陽能技術(shù)
不過，要實現(xiàn)如此大的市場，首先要解決的就是太陽能飛行器的太陽能電池的問題。業(yè)界分析，F(xiàn)acebook的太陽能無人機(jī)Aquila采用了目前最為先進(jìn)的薄膜太陽能技術(shù)，而令人吃驚的是，這種技術(shù)的領(lǐng)先廠商極有可能就是一家中國公司——漢能。前不久漢能還高調(diào)發(fā)布了四輛全太陽能動力汽車，引起轟動。
在漢能薄膜發(fā)電（HK：00566）的2015年年報中，提到公司的重要部門——移動能源事業(yè)群的時候，說到“市場方面，主要完成了部分戰(zhàn)略性大客戶的訂單，如交付全球知名企業(yè)高空長航時無人機(jī)的電池產(chǎn)品訂單”。業(yè)界普遍猜測，漢能薄膜發(fā)電就是Aquila太陽能電池的供應(yīng)商。
這得益于漢能薄膜發(fā)電在2014年對美國創(chuàng)新企業(yè)AltaDevices的收購，使得其擁有了全球最為先進(jìn)的薄膜太陽能技術(shù)——砷化鎵高效柔性薄膜技術(shù)。相關(guān)資料顯示，AltaDevices擁有世界上轉(zhuǎn)換效率最高的柔性砷化鎵（GaAs）太陽能電池片，可以為廣泛的移動電源應(yīng)用提供支持。經(jīng)美國國家可再生能源實驗室認(rèn)證，AltaDevices以單結(jié)電池28.8%、雙結(jié)電池31.6%的轉(zhuǎn)化效率成為柔性薄膜電池的雙料世界冠軍。
目前全球主流的太陽能電池主要有兩種，一種是漢能薄膜發(fā)電采用的薄膜砷化鎵電池，另一種則是單晶硅電池，兩種電池的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對比如下：
薄膜砷化鎵單晶硅
量產(chǎn)最高電池效率30"%
每平方米輸出功率300瓦220瓦
每平方米重量不到200克500克
電池形態(tài)柔性可折疊不可折疊、易碎
綜合來看，薄膜砷化鎵電池要優(yōu)于單晶硅電池，這也是Facebook和谷歌等互聯(lián)網(wǎng)巨頭之所以要在無人機(jī)中裝備薄膜砷化鎵電池的重要原因。
瑞士“陽光動力2號”太陽能動力飛機(jī)采用的則是第一代單晶硅太陽能電池，1.7萬塊晶體硅太陽能板覆蓋在機(jī)身上提供動力。與薄膜砷化鎵電池相比，其太陽能板光電的轉(zhuǎn)化效率上升空間小，同時太陽能板的重量較重，造成其單位面積動力提供能力上升空間較小。而且它體型龐大，重量達(dá)2.3噸，相當(dāng)于一輛小汽車的重量。為保證足夠的太陽能板面積，翼展達(dá)到了72米，比波音747客機(jī)還要寬。因此，瑞士的研發(fā)人員也在尋找質(zhì)量更輕、效率更高的太陽能電池。
可見，太陽能無人機(jī)要盡快投入商用，關(guān)鍵還是要解決太陽能電池的問題。目前，在像Facebook和谷歌無人機(jī)等大量市場需求的驅(qū)動下，包括漢能薄膜發(fā)電在內(nèi)的大批新能源企業(yè)正在緊鑼密鼓地進(jìn)一步提升電池的性能。漢能薄膜發(fā)電董事局主席李河君此前曾經(jīng)表示，民用太陽能的市場容量非常大，僅僅商用無人機(jī)這個細(xì)分市場的容量就超過萬億元。
漢能薄膜發(fā)電的2015年年報中披露，“AltaDevices中試研發(fā)現(xiàn)（Pilot）的電池效率、良品率和產(chǎn)量大幅改進(jìn)，實現(xiàn)了批量穩(wěn)定持續(xù)性生產(chǎn)，成功轉(zhuǎn)型為可量產(chǎn)的小規(guī)模生產(chǎn)線。目前，廠務(wù)改造和新設(shè)備安裝調(diào)試、以及產(chǎn)能爬升仍在持續(xù)進(jìn)行中。本集團(tuán)完成了核心裝備的自主開發(fā)及設(shè)備設(shè)計，開始進(jìn)行關(guān)鍵零部件采購中，為進(jìn)一步擴(kuò)大美國產(chǎn)線的規(guī)模做出準(zhǔn)備。”
看來，在全球最前沿的太陽能無人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈中，中國企業(yè)第一次獲得了足夠的發(fā)言權(quán)。
