我國(guó)首個(gè)空間太陽(yáng)能電站實(shí)驗(yàn)基地近日啟動(dòng)　　為何要在太空建太陽(yáng)能電站？

我國(guó)首個(gè)空間太陽(yáng)能電站實(shí)驗(yàn)基地最近在重慶啟動(dòng)。此外，空間太陽(yáng)能電站系統(tǒng)項(xiàng)目的地面驗(yàn)證平臺(tái)也將在西安落成。

太陽(yáng)是地球和整個(gè)太陽(yáng)系取之不盡、用之不竭的核心能源系統(tǒng)，太陽(yáng)能發(fā)電絕對(duì)干凈，不產(chǎn)生公害，是最理想的能源。空間太陽(yáng)能電站，指的是在太空將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再通過(guò)無(wú)線能量傳輸方式傳到地面的電力系統(tǒng)。

那么，在目前地面用太陽(yáng)能發(fā)電已很普及的情況下，為何還要大老遠(yuǎn)地跑到太空去建造太陽(yáng)能電站呢？

究其原因，太陽(yáng)能在地面上的利用率不高。在地面上利用太陽(yáng)能，會(huì)受到大氣的吸收和散射、云雨的衰減，還會(huì)因季節(jié)、晝夜更替的影響而衰減很多，同時(shí)能量密度變化巨大，很不穩(wěn)定。但是在太空中，太陽(yáng)能卻非常充裕。據(jù)介紹，在地球上空3.6萬(wàn)公里的地球同步軌道，由于太陽(yáng)光線不會(huì)被大氣吸收和散射，也不受季節(jié)、晝夜更替的影響，99%的時(shí)間內(nèi)可穩(wěn)定接收太陽(yáng)輻射，其強(qiáng)度是地面的6倍以上，且能實(shí)現(xiàn)空間向地面進(jìn)行能量的定點(diǎn)傳輸。

作為一種大型的空間供電基礎(chǔ)設(shè)施，空間太陽(yáng)能電站覆蓋面非常寬，發(fā)展空間太陽(yáng)能電站可謂好處多多，既能為地面提供商業(yè)化的、大規(guī)模的電力供給，解決人類(lèi)長(zhǎng)期對(duì)于穩(wěn)定的可再生能源的需求問(wèn)題。同時(shí)，對(duì)于地面偏遠(yuǎn)地區(qū)供電、緊急供電、航天器供電和調(diào)節(jié)環(huán)境等方面還具有重要的應(yīng)用前景。一旦空間太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)被攻克，便有望逐步解決人類(lèi)社會(huì)面臨的能源危機(jī)，獲得取之不盡用之不竭的可持續(xù)清潔能源。正因?yàn)榇耍壳霸S多國(guó)家的專(zhuān)家都在積極開(kāi)展相關(guān)研究。

雖說(shuō)目前有關(guān)空間太陽(yáng)能電站的技術(shù)原理已無(wú)太大問(wèn)題，有太陽(yáng)能發(fā)電效率、微波轉(zhuǎn)化效率以及相關(guān)的航天技術(shù)為其做支撐，然而，作為一個(gè)非常宏大的空間系統(tǒng)，空間太陽(yáng)能電站目前還需開(kāi)展系統(tǒng)的研究工作，在許多技術(shù)方面有待取得突破性進(jìn)展。比如要達(dá)到工業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)發(fā)電量要求將很高，發(fā)電功率為兆瓦級(jí)；規(guī)模巨大，質(zhì)量達(dá)萬(wàn)噸，電池板尺度可能要用平方公里來(lái)計(jì)算。同時(shí)，壽命得在30年以上。

最具挑戰(zhàn)的是，如何把太陽(yáng)能發(fā)電站運(yùn)到太空？資料顯示，迄今為止人類(lèi)發(fā)射到太空的最龐大物體——國(guó)際空間站有400多噸。如何將萬(wàn)噸級(jí)重的太陽(yáng)能發(fā)電站搬到太空，我國(guó)有專(zhuān)家給出研究方向：先將空間太陽(yáng)能電站的建造材料直接發(fā)射到太空中，建一個(gè)太空工廠，然后通過(guò)3D技術(shù)將所需的組件打印出來(lái)，再通過(guò)太空機(jī)器人進(jìn)行組裝。

此外，空間太陽(yáng)能電站如何將電能傳輸?shù)降孛妫绾伪Ｕ显O(shè)備運(yùn)行安全和環(huán)境安全，都是特別要考慮的問(wèn)題。

可喜的是，我國(guó)空間太陽(yáng)能電站研究目前已進(jìn)入世界前列。自2008年我國(guó)將空間太陽(yáng)能電站研發(fā)工作納入國(guó)家先期研究規(guī)劃以來(lái)，國(guó)內(nèi)參與空間太陽(yáng)能電站研究的團(tuán)隊(duì)在逐漸擴(kuò)大。比如，國(guó)防科工局支持了與空間太陽(yáng)能電站相關(guān)的總體和關(guān)鍵技術(shù)研究工作，目前在總體規(guī)劃、總體概念方案、微波無(wú)線能量傳輸技術(shù)等方面取得了一定成果，同時(shí)帶動(dòng)了大型空間結(jié)構(gòu)、空間薄膜太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。中國(guó)空間技術(shù)研究院錢(qián)學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)比較國(guó)內(nèi)外多種空間電站方案，重點(diǎn)研究了非聚光型和二次對(duì)稱(chēng)聚光型空間太陽(yáng)能電站，所提出的創(chuàng)新的多旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)空間太陽(yáng)能電站方案，得到國(guó)際該領(lǐng)域頂級(jí)專(zhuān)家的認(rèn)同。

而在重慶啟動(dòng)的空間太陽(yáng)能電站實(shí)驗(yàn)基地項(xiàng)目，將在2021年至2025年建設(shè)中小規(guī)模平流層太陽(yáng)能電站并實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電；2025年后可開(kāi)始大規(guī)模空間太陽(yáng)能電站系統(tǒng)相關(guān)工作。我國(guó)專(zhuān)家則提出實(shí)現(xiàn)我國(guó)空間太陽(yáng)能電站目標(biāo)的技術(shù)路線圖：2030年后建設(shè)兆瓦級(jí)試驗(yàn)空間太陽(yáng)能電站、2050年后建設(shè)吉瓦級(jí)商業(yè)空間太陽(yáng)能電站。　　　　　（儲(chǔ)棕荷）

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[責(zé)任編輯：楊凡、徐紅梅]

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