http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2015-03-25
中国将到穹顶之上建太空电站？有戏？
日本提供的太空太阳能发电系统模拟图。
美国太空能源公司拟建造的太空太阳能电站模拟图。资料图片
为消除化石能源燃烧引起的雾霾，减少温室气体排放，彻底解决能源危机，多名航天专家建议，中国应到距离地面3.6万公里的地球同步轨道去建太阳能电站。一旦实施，这将远远超过“阿波罗”登月和国际空间站的规模，成为人类进入太空时代以来最宏大的太空工程。
太阳能电站长啥样？
“或许像颗星星”
中国科学院院士、国际宇航科学院院士王希季说：“太空电站会非常大，它的太阳能电池板面积将达到五六平方公里，相当于约12个天安门广场的面积。”
“或许人们能在夜空里看到它，像颗星星。”
关于太空电站形状，各国研究人员已提出了方形、圆形、碗形等几十种设想。
为何要建到太空？
利用率比地面高
王希季说，地面上的太阳能电站受昼夜和天气影响，供电波动太大，难以作为主力电站。而太空电站不受昼夜和天气的影响，太阳能利用效率大大提高。
中国工程院院士、电子机械工程专家段宝岩说，太空电站单位面积的发电量是地面上的10倍。
会面临哪些困难？
一些关键技术有待突破
然而，建设这样宏大的太空电站绝非易事，一些关键技术还有待突破。
例如，100万千瓦级的电站总重量会达到万吨量级。而目前人类运载火箭近地轨道运载能力很少超过100吨。
“我们需要通用的、价廉的重型运载火箭。”曾设计中国首枚运载火箭的王希季说。
“必须把太空电站的太阳能电池做得非常薄、非常轻，每平方米的重量不超过200克。”王希季说，“还要突破高效率的无线能量转换和传输技术。只有无线能量转换和传输效率达50%左右，太空电站才具商业价值。”
可能性有多大？
未来5年是机遇
中国空间技术研究院副院长李明说：“中国未来5年左右将要建设的空间站，将给太空电站的发展带来很大的机遇。”空间站的大型结构、装配等技术可用于太空电站的发展；空间站可开展太空电站关键技术的验证；而空间站和航天员的在轨服务能力将可支持太空电站的建造。
他说，中国火箭的运载能力越来越大，新一代的重型运载火箭也有望开展研制。 据新华社
■ 名词解释
太空电站又称空间太阳能电站，是指在地球同步轨道上运行的超大型航天器，其上安装着巨大的太阳能电池板或激光器，将产生的电能通过微波或激光以无线能量传输方式传输到地面。
[新京报]
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日本能量无线传输取得突破：向太空要太阳能
新浪科技讯 北京时间3月22日消息，据国外媒体报道，日本三菱公司的科学家在能量无线传输方面取得突破，为打造天基太阳能系统铺平道路。研究过程中，科学家成功利用微波传输1.8千瓦电量——足以满足一个电热水壶的用电需求——传输距离达到170英尺（约合55米）。虽然当前的传输距离还很短，但随着这项技术的不断进步，未来的某一天可用于太空，将太阳能传输给地面上的接收器，满足人类的能源需求。
日本宇宙航空研究开发机构的一名发言人表示：“利用一个精巧的方向控制装置并借助微波传输近2千瓦电量还是第一次。”此项测试在名古屋的神户船坞与机械厂进行，将帮助日本宇宙航空研究开发机构设计人们期待已久的太空太阳能系统。与在地球上利用太阳能相比，利用太空中的太阳能拥有很多优势，其中一大优势是太空太阳能拥有永久可用性，不管什么天气，也不管什么时间。
利用人造卫星将太阳能传回地球而后用于发电一直是一种科学幻想。国际空间站便利用太阳能发电，满足自身用电需求。根据日本科学家的研究，人类将在未来的某一天利用无穷无尽的太空太阳能发电。日本宇宙航空研究开发机构的发言人表示利用微波传输太阳能的卫星将安装阳光收集板和天线，可部署在距地面大约2.23万英里（约合3.6万公里）的高度。他说：“这项技术距离实际应用还有几十年时间，也许在本世纪40年代或者更晚。在实际应用前，我们需要克服大量挑战，例如如何将巨大的结构送入太空以及如何建造和维护。”
上世纪60年代，美国科学家提出了“天基太阳能发电”的想法。2009年，日本启动了天基太阳能发电计划，所需资金主要由日本工部省提供。日本是一个资源匮乏的国家，不得不进口大量化石燃料。在2011年福岛核事故导致核能产业关闭之后，日本对进口能源的依赖不断提高。
2014年，日本清水建设公司公布了“月环”计划，利用太阳能板环绕月球，而后将收集的能量传回地球。根据这项计划，环绕月球赤道的太阳能板长度接近6790英里（约合1.1万公里）。太阳能板捕获的能量利用微波传回地球，而后借助激光直接将能量传输到需要的地区。月环计划可产生大约1.3万太瓦太阳能。目前，全球每年的耗电量在15太瓦左右。清水建设公司表示这项计划不仅可以提供近乎无限的能量，同时也可遏制当前的能源消耗所释放二氧化碳导致的全球气候变暖。
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