程醉

太陽每秒鐘能散發(fā)出約3.75×1026焦耳的能量，而地球僅獲得不到其中的二十億分之一，就能使風云變幻，河川流動，大地溫暖，萬物生長……

太陽：能量之源

我國是世界上利用太陽能最早的國家之一。三千多年前，周朝人用青銅做成凹面鏡，向太陽聚光取得火種，凹面鏡被稱為“陽燧”，這種取火方式被稱為“陽燧取火”。

現代，一個個光伏電站和光熱電站像忠誠的能源衛(wèi)士，源源不斷地為人類帶來便捷。然而科技發(fā)展也使我們對能源的需求與日俱增，但陸地上的太陽能發(fā)電站占地面積大、容易受天氣影響，諸多短板讓科學家們急切地想要找到一種更好地利用太陽的方式。于是，一個20世紀的“腦洞”再次被提起……

“完美構想”

在太空特定的軌道上，太陽能發(fā)電板能始終對準太陽，每天大約99%的時間在持續(xù)發(fā)電?？臻g太陽能電站還不會受到氣候干擾、季節(jié)晝夜變化及地理位置的影響，更不存在污染排放。

既能穩(wěn)定地給地球供電，還不會占用寶貴的土地資源，豈不是兩全其美？可為什么這個“完美構想”一直都沒有實現呢？

因為一個太陽能發(fā)電站的面積至少要10平方千米，相當于1400個足球場。而目前人類最大的空間設備——國際空間站的長寬只有109米和73米。受制于成本、技術、安全、設備等問題，空間太陽能電站一直停留在理論層面。

不過，隨著20世紀70年代和90年代的幾次能源危機，這一計劃已經在世界范圍內重啟。

跨世紀的“腦洞”

1968年，美國科學家彼得·格拉賽首先提出了建造空間太陽能電站的構想：將無比巨大的太陽能電池陣放置在地球軌道上，組成太陽能發(fā)電站。這樣無論刮風下雨，太陽能都能24小時不間斷供應。

地球同步軌道發(fā)電站

建設位置：地球上空約3.6萬千米的同步軌道上。

優(yōu)點：地球同步軌道離地球比較近，進行電能傳輸以及進行管理和維護都很方便。

缺點：3.6萬千米的地球同步軌道上，軌道資源非常緊張，各種各樣的衛(wèi)星以及航天器大多會占用這個軌道，有很大“出車禍”的風險。

月球軌道發(fā)電站

建設位置：月球軌道上。

優(yōu)點：受地球陰影的影響比同步軌道小得多，可以增加發(fā)電的效率，還可以為以后建立月球前沿基地帶來幫助。

缺點：月球軌道距離地球很遠，建設的難度和成本都會大幅度增加。

把太空電“射”向地球

已經在太空采集到太陽能，并把它轉化成電能了，又該怎么把這些電送回地球呢？

目前人類進行遠距離無線能量傳輸的辦法是“微波輸電”和“激光輸電”。

微波輸電：先通過微波轉換器將電能轉換成微波，再通過發(fā)射站將其傳輸至地面接收站。地面再將微波轉換為工頻交流電（國家規(guī)定的電力工業(yè)及用電設備的統(tǒng)一標準電壓）。微波輸電通過大氣層時，能量損耗僅有2%左右。

激光輸電：利用一個激光轉換器將常規(guī)電能轉換成可視激光束，射向地面的激光被接收后，在專門的光電電池中轉換回電能。激光輸電會受到云層、霧霾等天氣條件的影響。

這兩種遠距離傳輸電能的方法目前都還不太成熟，空間太陽能電站的儲能問題也尚待解決——傳統(tǒng)的儲電設備都不能適應太空高密度、超低溫儲能的需求?？茖W家們正在攻關，相信在不遠的將來，我們都能感受到太空發(fā)電站帶來的便捷。