太空太陽能發(fā)電站：讓人類享受太空的清潔能源
在可預(yù)見的未來，電動車或?qū)⒏鎰e因動力耗盡而高速“趴在地上”的悲劇。中國空間探索技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐志浩表示，如果中國建設(shè)太空太陽能電站，電動汽車就可以隨時(shí)隨地充電，不再存在“缺糧”的擔(dān)憂。
全國人大代表、中國航天科技集團(tuán)第五研究院中國載人航天工程飛船系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師張伯南曾對《科技日報(bào)》記者表示，我國一直在進(jìn)行太陽能電站的具體研究，目前還沒有大的問題技術(shù)原理。
太陽能利用已經(jīng)普及，但地面太陽能利用率不高，會受到大氣、天氣、時(shí)間等因素的影響。同時(shí)，能量密度變化很大，非常不穩(wěn)定。
宇宙中有大量的太陽能。龐志浩說，如果在地球靜止軌道上海拔約3.6萬公里處建設(shè)太陽能發(fā)電站，太陽光不會受到大氣的減弱，也不會受到季節(jié)和日變化的影響。它能在99%的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定地接受太陽輻射，其強(qiáng)度是地面的6倍以上。
中國航天科技集團(tuán)第五研究院研究員王力表示，與化石能源相比，航天太陽能是高效、持久、清潔的能源。在太空中，太陽能電站可以大規(guī)模地收集和轉(zhuǎn)換太陽能，并以無線方式將電能傳輸?shù)降孛骐娋W(wǎng)。發(fā)電量相當(dāng)于地面核電站的發(fā)電量。
龐志浩說，空間太陽能電站發(fā)展的核心應(yīng)用目標(biāo)是為地面提供大規(guī)模商用電源。該技術(shù)覆蓋范圍廣，送電靈活，可為邊遠(yuǎn)地區(qū)、災(zāi)區(qū)和重要設(shè)施提供定向或移動供電，為改善電力能源結(jié)構(gòu)和供電方式提供創(chuàng)新解決方案，具有較高的社會效益。
空間太陽能電站還可以在“可見”范圍內(nèi)為航天器供電，使航天器擺脫巨大的太陽能電池翼，大大提高功率水平和控制精度。也可作為深空探測能源系統(tǒng)的候選方案。未來還可用于航天燃料生產(chǎn)和航天加工制造，實(shí)現(xiàn)航天工業(yè)的發(fā)展。
記者從中國航天科技集團(tuán)第五研究院獲悉，我國從2008年起將空間太陽能電站的研發(fā)納入國家先進(jìn)研究計(jì)劃。近年來，人們提出了一些空間太陽能電站方案，如平臺非聚光、二次對稱聚光、多旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和球形集能陣列等。與此同時(shí)，無線能量傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)也取得了重要進(jìn)展。目前，我國對空間太陽能電站的研究已初步實(shí)現(xiàn)了從“跟隨”到“并行”的轉(zhuǎn)變，已成為推動世界空間太陽能電站發(fā)展的重要力量。
然而，空間太陽能電站的建設(shè)面臨著重大的技術(shù)挑戰(zhàn)。它在重量和規(guī)模上遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有的航天設(shè)施，被稱為新時(shí)期航天和能源領(lǐng)域的“曼哈頓工程”。從建設(shè)到運(yùn)營，需要巨大的投資、廣闊的市場、環(huán)境、政策等因素。
目前，國內(nèi)數(shù)十家科研院所、高校和企業(yè)正在開展空間超高壓發(fā)電與傳輸、高效無線能量傳輸、超大空間結(jié)構(gòu)在軌組裝等關(guān)鍵技術(shù)研究。2019年，我國首個(gè)空間太陽能電站實(shí)驗(yàn)基地將在重慶開工建設(shè)，名為“逐日工程”的空間太陽能電站系統(tǒng)項(xiàng)目也將在西安電子科技大學(xué)開工建設(shè)。
