空间太阳能电站

◎摘编/本刊编辑部

空间太阳能电站

◎摘编/本刊编辑部

导读：

2015年3月9日，日本对外宣称成功进行了一次微波输电试验，这是向未来空间太阳能电站迈出的重要一步。这次试验的距离只有55米，而他们设想中的空间电站距离地面36000公里，相差了大约65万倍。此次试验传输的电力功率只有1.8千瓦，比设想中的空间电站少了56万倍。尽管如此，这次试验依然是一个有意义的开始。

为什么要在太空建立太阳能电站

空间太阳能电站是人类想象力的又一高峰，简单来说，就是把太阳能发电站搬到太空去！

有的小朋友可能会问，人类目前已经实现了在地面上利用太阳能发电的技术，为什么还要把太阳能电站搬到太空去呢？

原来，空间太阳能电站有它独特的优势。首先，太空中没有大气层的阻隔，阳光照射的强度远比地面上高。其次，目前在太空还没有复杂的“占地”纠纷，各国可以相对自由地选择建立太阳能电站的位置。第三，更加重要的是，在太空发电不需要燃烧化石燃料，因此不会产生废气排放，这对饱受环境污染困扰的人类而言，是个巨大的好消息！

日本的空间太阳能电站计划

日本对空间太阳能电站一直兴致勃勃，其中最重要的原因是日本的能源高度依赖进口，即使在建设了大量核电站之后，这个问题也没有得到缓解。再加上一些别的原因，日本将自己的目标转向了太空。

早在2001年，日本就制定了四步走的战略，即逐步建设100千瓦低轨道、10兆瓦低轨道、250兆瓦静止轨道的演示验证电站，最终建成1000兆瓦的静止轨道商业电站。按照日本的计划，这个发电站要到2040年才能投入使用，在此之前需要进行不断的技术验证。

不过，要在太空建立庞大的太阳能电站，那可是一项需要巨额经费支出的航天计划！尽管许多国家几乎都有建立空间太阳能电站的雄心，但不得不首先考虑经费支出这一重大难题。

超大规模的太阳电池阵

在太空建设太阳能电站，首先需要建设超大规模的太阳能电池阵。为此，日本正在研制质量超轻的太阳能电池板，单位质量只有每平方米100克。一个普通鸡蛋的质量大约50克，也就是说1平方米大的太阳能电池板只有两个鸡蛋那么重。即便如此，建设空间太阳能电站的成本也高得惊人。

还是先来看看日本建立空间太阳能电站的两个方案吧。

一种方案是采用2.5×2.3千米的太阳能电池板，一块接一块地搭建起电站，形成一个边长10千米的正方形“大方块”发电区。这个发电区的背面就是微波发射器。另一种方案是日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）提出的，他们决定采用尺寸小一点的“大方块”，在“大方块”上方6000米处设置两块直径1000米的发射镜，将阳光发射到“大方块”上，从而起到强化阳光照射的作用。

怎样把太空电力送回地球

把光伏电池发射到太空从而产生电力并非难事，多数卫星和载人航天器都是用这种方式发电的，但真正的难题在于如何把电力送回地球。

在这个问题上有两种解决方法，欧洲和美国倾向于用激光来输送电力，而日本更加倾向于用微波来输送电力。这两者的区别在哪里呢？

简单来说，激光的指向性更好一些，而微波的优势则是不受气象条件的限制，即使在阻碍激光传播的恶劣气候下，微波也能穿透阻碍抵达地面。日本认为激光的对准技术不过硬，选择了用微波来输送电力。

美国地域辽阔，有大片干旱少雨的沙漠可以作为激光的接收场，欧洲也可以在非洲沙漠建立接收场，日本太空电站专家则表示将来有可能选择一个独立的小岛作为接收场。

空间太阳能电站的发展前景

目前，日本在空间太阳能电站的建设上虽然困难重重，但是依然在不懈努力着。这对我国来说也有很大的借鉴意义。

随着人们生活水平的提高，人均用电量也会越来越高，到那时，我国如果仍旧依靠燃煤、燃油发电来解决供电问题，即便采用清洁燃煤等环保技术，碳排放和其他排放量依然会达到一个可怕的数字，而核电站只适合修建在沿海地区，广大内陆地区依然需要一种发电能力更高的发电手段。因此，发展空间太阳能电站不失为一项靠谱的选择。