去太空中造個(gè)太陽能發(fā)電機(jī)

敖顯奎

綠色能源革命作為一種全球性的發(fā)展趨勢，太陽能發(fā)電已成為大眾所熟悉的新能源途徑。在中國的很多地方太陽能發(fā)電已經(jīng)很常見，然而僅僅是這樣仍難以讓人們滿足，人們還想更充足的利用太陽能——把太陽能發(fā)電機(jī)造到太空中去。有媒體報(bào)道，中國計(jì)劃將一座太陽能發(fā)電站送入地球軌道，這一壯舉或?qū)⑹怪袊蔀槭讉€(gè)利用太空太陽能并將其傳輸回地面的國家。

為什么要去太空造？

太空太陽能發(fā)電機(jī)這一概念最早起源于上世紀(jì)70年代，其基本概念就是在衛(wèi)星軌道上安裝太陽能收集器，將從太陽光收集所得的能量以微波或激光傳送到地球，在地球表面接收后轉(zhuǎn)化為電能。因?yàn)樘栆恢贝嬖谟谔罩校仗柲馨l(fā)電被視為最為可靠的可再生能源。加州理工學(xué)院電氣工程系教授阿里·哈吉米利說：“你不必應(yīng)對晝夜周期，你不必應(yīng)付云層或季節(jié)變化，所以相比于現(xiàn)有的地面太陽能，你有8到9倍的能源可用?！?/p>

去太空造太陽能發(fā)電機(jī)的另一個(gè)被需要的原因是人口增長，有專家預(yù)言到了2050年世界的人口將會增至90億，人們對能源的需求量會大大的增加，然而作為最可靠的再生能源太陽能，在日本、北歐和世界其他光照不太充足的地區(qū)卻很難得到開發(fā)。于是，太空太陽能成為滿足全球能源需求的一個(gè)重要潛力股。

實(shí)現(xiàn)：用微波傳輸太陽能

早在1941年，美國科幻小說作家以撒·艾西莫夫就在他的科幻小說中描述了一個(gè)太空站從太陽光收集得的能量以微波波束傳送至地球的場景。2015年年初，三菱重工展示了將10千瓦的太陽能通過微波傳送至500米以外的地方，證明用微波傳送太陽能在技術(shù)上是有可能的，但是能量損耗以及安全性成了主要問題。

NASA物理學(xué)家約翰·曼金斯提供了一個(gè)可行的方法：射數(shù)萬顆“太陽能衛(wèi)星”，這些衛(wèi)星將彼此聯(lián)系起來，形成一個(gè)巨大的錐形結(jié)構(gòu)，這些衛(wèi)星將用太陽能電池板也就是光伏板覆蓋，光伏板將陽光轉(zhuǎn)化為電能，電能將被衛(wèi)星轉(zhuǎn)化為微波，并無線發(fā)送到地面接收器，比如說一種直徑可達(dá)4英里的巨型鐵絲網(wǎng)。這些地面接收設(shè)備可以安裝在湖泊、沙漠或農(nóng)田上。這樣一個(gè)太陽能設(shè)施可以源源不斷地產(chǎn)生2000千兆瓦的電力。而在現(xiàn)實(shí)生活中，最大的地面太陽能發(fā)電場只能產(chǎn)生大約1.8千兆瓦。

外媒報(bào)道，中國正在西南部城市重慶建設(shè)一個(gè)試驗(yàn)設(shè)施，從而研究將太陽能從軌道傳輸會地面的最佳方式，具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并沒有透露。此外，日本也已經(jīng)研究太空太陽能發(fā)電10年，印度、歐洲等國亦有涉獵，然而至今都還沒有明顯進(jìn)展。

面臨的問題

美好的愿景之下是不可避免的現(xiàn)實(shí)阻撓，首當(dāng)其沖的便是材質(zhì)問題，目前需要找到能夠減輕太陽能電池板的方法，同時(shí)還得保證其質(zhì)量和穩(wěn)定性以及導(dǎo)電效率。當(dāng)下最先進(jìn)的光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的效率在30%左右。

另外，還有人提出長期利用微波傳送太陽能微波輻射或許會對大氣造成安全隱患。朝更遠(yuǎn)的地方看，微波傳送太陽能作為一種定向的能量束，其毀壞力巨大，一旦高空衛(wèi)星遭黑客入侵，原本用來傳遞太陽能量的射束就可能遭受控制，射往其它國家甚至高密度人口的大城市，這將造成重大傷害。（編輯/侯幫虎）