太阳能电站|我国有望率先建成空间太阳能电站
开电动汽车回家，近年成为春运模式中许多人的“新挑战” 。拥堵的高速公路上，不乏趴窝的电动车身影 。
这样的悲剧有望杜绝 。全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩13日向科技日报采访人员表示，如果我国建成空间太阳能电站，电动车或能随时随地充电，不再有“断粮”之忧 。
当然，空间太阳能电站的应用远不止如此 。它的作用有多大，离我们的生活还有多远？庞之浩进行了介绍 。
用之不竭的清洁能源
人类对太阳能的利用早已普及，但太阳能在地面的利用率并不高，其会因大气的吸收和散射，以及云雨、季节、昼夜更替的影响而衰减 。同时能量密度变化巨大，很不稳定 。
太空中太阳能却非常充裕 。庞之浩说，如果在大约3.6万公里高度的地球同步轨道上建设太阳能电站，太阳光线不会被大气减弱，也不受季节、昼夜变化影响，99%的时间内可稳定接收太阳辐射，其强度是地面的6倍以上 。通过空间向地面进行能量的定点传输，可为人类提供用之不竭的清洁能源 。
空间太阳能电站发展的核心应用目标，是为地面提供大规模商业化的电力供给 。庞之浩说，由于覆盖面积广，其可以向偏远地区、海岛和灾区供电，还可以灵活用于地面移动目标供电 。
同时，空间太阳能电站能为“可视”范围内的航天器供电，使航天器摆脱巨大的太阳能电池翼，并大大增加功率水平和控制精度 。它也能作为深空探测能源系统的候选方案，未来还可以利用它进行空间燃料生产以及空间加工制造，实现空间工业发展 。
此外，空间太阳能电站还能收拾传统能源造成的“烂摊子” 。庞之浩说，石化能源的利用引起了全球气候变暖，随之频频产生台风、龙卷风等恶劣气象 。将空间太阳能电站的巨大能量传输到台风所在区域，可以改变台风的温度分布，破坏其形成过程 。
面临多项技术挑战
庞之浩介绍，空间太阳能电站的主要工作原理是：太阳能发电装置将太阳能转化成为电能；能量转换装置将电能转换成微波或激光等形式，并利用发射装置向地面发送波束；地面接收系统接收空间传输的波束，通过转换装置将其转换成为电能接入电网 。
“目前其技术原理已没有太大问题 。”庞之浩说，近年来太阳能发电效率、微波转化效率以及相关航天技术取得了很大进步，为下一步发展奠定了基础 。但空间太阳能电站作为一个宏大的空间系统，在许多技术方面都有待突破 。
例如，目前人类最大的航天器——国际空间站重400多吨，而一个工业级空间太阳能发电站重达上千吨 。如何建设？有国内专家建议，先将空间太阳能电站的建造材料发射到太空，建立“太空工厂”，通过3D打印技术将所需组件打印出来，再通过太空机器人进行组装 。这是目前的研究方向之一 。
长期运行的安全性也是重要问题 。庞之浩说，长期微波辐射下对生态、大气、生物体等的影响问题，有待深入研究 。
此外，空间太阳能电站的建设对新材料、高效能量转化器件、超大型航天器结构及控制技术、在轨组装维护技术等都提出了很大挑战 。
我国有望率先建成
由于在重量、尺度方面远超现有航天设施，空间太阳能电站被称为新时期航天和能源领域的“曼哈顿工程” 。自1968年相关概念被提出，美国政府和企业已投入近亿美元，实施了多项研发计划；日本将其正式列入国家航天长期规划；俄罗斯、印度、韩国、欧空局等也在开展相关研究 。
2008年，我国将空间太阳能电站研发工作纳入国家先期研究规划，近年来提出了平台非聚光型、二次对称聚光型、多旋转关节以及球型能量收集阵列等方案，同时在无线能量传输等关键技术方面取得了重要进展 。当前，我国在空间太阳能电站研究方面初步实现从“跟跑”到“并跑”，成为国际上推动空间太阳能电站发展的重要力量 。
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