電動車或將永無“斷糧”之憂 中國有望率先建成空間太陽能電站

如果在高度約3.6萬公里的地球同步軌道上建造太陽能發電站，太陽光線不會被大氣層削弱，也不會受到季節和晝夜變化的影響。99%的時間可以穩定地接收太陽輻射，其強度是地面的6倍以上。

在近年來的春運高峰模式下，開電動車回家已經成為許多人的“新挑戰”。在擁堵的高速公路上，有很多電動車都有腋下。這樣的悲劇有望消除。國家太空探索技術首席科學傳播專家龐志浩13日對科技日報記者表示，如果中國建造太空太陽能發電站，電動汽車可能可以隨時隨地充電，就不會有“糧食短缺”的擔憂。當然，太空太陽能發電站的應用遠不止于此。它的功能有多大，離我們的生活有多遠？龐志浩介紹，取之不盡用之不竭的清潔能源已經被人類廣泛使用，但太陽能在地面的利用率并不高，而且會受到大氣的吸收和散射，以及云和雨、季節和晝夜交替的影響而衰減。與此同時，能量密度變化很大，而且非常不穩定。太陽能在太空中十分豐富。龐志浩說，如果在高度約3.6萬公里的地球同步軌道上建造太陽能發電站，太陽光線不會被大氣層削弱，也不會受到季節和晝夜變化的影響。在99%的時間內，可以穩定地接收太陽輻射，其強度是地面的6倍以上。通過太空將能量定點傳輸到地面，可以為人類提供取之不盡用之不竭的清潔能源。空間太陽能發電站開發的核心應用目標是為地面提供大規模商業電源。龐志浩說，由于其覆蓋范圍廣，可以為偏遠地區、島嶼和災區供電，也可以靈活用于為地面移動目標供電。同時，太空太陽能電站可以在“可見”范圍內為航天器供電，使航天器擺脫巨大的太陽能翼，大大提高功率水平和控制精度。它也可以作為深空探測能源系統的候選者，未來也可以用于太空燃料生產和太空加工制造，以實現太空工業的發展。此外，太空太陽能發電站還可以清理傳統能源造成的“爛攤子”。龐志浩說，石油化工能源的使用導致了全球變暖，隨之而來的是臺風、龍卷風等惡劣天氣頻發。將空間太陽能發電站的巨大能量傳輸到臺風所在地區，可以改變臺風的溫度分布，破壞臺風的形成過程。面臨諸多技術挑戰的龐志浩介紹，空間太陽能電站的主要工作原理如下：太陽能發電裝置將太陽能轉化為電能；能量轉換裝置將電能轉換為微波或激光，并利用發射裝置向地面發送光束；

地面接收系統接收在太空中傳輸的波束，并通過轉換設備將其轉換為電能，以接入電網。“目前，它的技術原理沒有太大問題。”龐志浩說，近年來，太陽能發電效率、微波轉換效率和相關空間技術都取得了很大進步，為下一步的發展奠定了基礎。然而，作為一個宏大的太空系統，太空太陽能發電站需要在許多技術方面取得突破。例如，目前人類最大的航天器國際空間站重達400多噸，而一個工業級太空太陽能發電站重達數千噸。如何構建？一些國內專家建議，太空太陽能發電站的建筑材料應首先發射到太空，并建立“太空工廠”。所需的部件應通過3D打印技術打印出來，然后由太空機器人組裝。這是目前的研究方向之一。長期運行的安全性也是一個重要問題。龐志浩表示，長期微波輻射對生態、大氣和生物的影響還有待進一步研究。此外，太空太陽能發電站的建設對新材料、高效能量轉換裝置、超大型航天器結構和控制技術以及在軌組裝和維護技術提出了巨大挑戰。中國有望率先建設太空太陽能發電站，這被稱為新時代太空和能源領域的“曼哈頓工程”，因為它在重量和規模上都遠遠超過了現有的太空設施。自1968年提出相關概念以來，美國政府和企業已投資近1億美元，并實施了多項研發計劃。日本正式將其列入國家長期空間規劃；俄羅斯、印度、韓國和歐空局也在進行相關研究。2008年，中國將空間太陽能發電站的研發列入國家初步研究計劃。近年來，它提出了平臺非聚焦、二次對稱聚焦、多旋轉關節和球形能量收集陣列等方案，并在無線能量傳輸等關鍵技術方面取得了重要進展。目前，我國空間太陽能發電廠的研究已初步實現從“與跑”到“并聯”，成為推動國際空間太陽能發電站發展的重要力量。中國航天科技集團五院科技委員會主任李明曾對記者表示，如果能夠保持并進一步加強研發力度，中國有望成為世界上第一個建設具有實用價值的太空太陽能電站的國家。記者了解到，中國首個空間太陽能電站試驗基地近日在重慶開工建設，計劃2021至2025年建設中小型平流層太陽能電站并發電；

2025年后，大規模空間太陽能發電站系統的相關工作將開始。Xi的將為空間太陽能電站系統項目搭建地面驗證平臺，用于系統驗證空間太陽能電站的功能和效率。根據相關專家組的建議，中國應力爭在未來十年內完成空間超高壓發電和無線能源傳輸的試驗驗證，實現“2030年開始建設兆瓦級空間太陽能實驗電站，到2050年具備建設千兆瓦商用空間太陽能電站的能力”的中長期目標。如果在高度約3.6萬公里的地球同步軌道上建造太陽能發電站，太陽光線不會被大氣層削弱，也不會受到季節和晝夜變化的影響。99%的時間可以穩定地接收太陽輻射，其強度是地面的6倍以上。

在近年來的春運高峰模式下，開電動車回家已經成為許多人的“新挑戰”。在擁堵的高速公路上，有很多電動車都有腋下。這樣的悲劇有望消除。國家太空探索技術首席科學傳播專家龐志浩13日對科技日報記者表示，如果中國建造太空太陽能發電站，電動汽車可能可以隨時隨地充電，就不會有“糧食短缺”的擔憂。當然，太空太陽能發電站的應用遠不止于此。它的功能有多大，離我們的生活有多遠？龐志浩介紹，取之不盡用之不竭的清潔能源已經被人類廣泛使用，但太陽能在地面的利用率并不高，而且會受到大氣的吸收和散射，以及云和雨、季節和晝夜交替的影響而衰減。與此同時，能量密度變化很大，而且非常不穩定。太陽能在太空中十分豐富。龐志浩說，如果在高度約3.6萬公里的地球同步軌道上建造太陽能發電站，太陽光線不會被大氣層削弱，也不會受到季節和晝夜變化的影響。在99%的時間內，可以穩定地接收太陽輻射，其強度是地面的6倍以上。通過太空將能量定點傳輸到地面，可以為人類提供取之不盡用之不竭的清潔能源。空間太陽能發電站開發的核心應用目標是為地面提供大規模商業電源。龐志浩說，由于其覆蓋范圍廣，可以為偏遠地區、島嶼和災區供電，也可以靈活用于為地面移動目標供電。同時，太空太陽能電站可以在“可見”范圍內為航天器供電，使航天器擺脫巨大的太陽能翼，大大提高功率水平和控制精度。它也可以作為深空探測能源系統的候選者，未來也可以用于太空燃料生產和太空加工制造，以實現太空工業的發展。此外，太空太陽能發電站還可以清理傳統能源造成的“爛攤子”。龐志浩說，石油化工能源的使用導致了全球變暖，隨之而來的是臺風、龍卷風等惡劣天氣頻發。將空間太陽能發電站的巨大能量傳輸到臺風所在地區，可以改變臺風的溫度分布，破壞臺風的形成過程。面臨諸多技術挑戰的龐志浩介紹，空間太陽能電站的主要工作原理如下：太陽能發電裝置將太陽能轉化為電能；能量轉換裝置將電能轉換為微波或激光，并利用發射裝置向地面發送光束；

地面接收系統接收在太空中傳輸的波束，并通過轉換設備將其轉換為電能，以接入電網。“目前，它的技術原理沒有太大問題。”龐志浩說，近年來，太陽能發電效率、微波轉換效率和相關空間技術都取得了很大進步，為下一步的發展奠定了基礎。然而，作為一個宏大的太空系統，太空太陽能發電站需要在許多技術方面取得突破。例如，目前人類最大的航天器國際空間站重達400多噸，而一個工業級太空太陽能發電站重達數千噸。如何構建？一些國內專家建議，太空太陽能發電站的建筑材料應首先發射到太空，并建立“太空工廠”。所需的部件應通過3D打印技術打印出來，然后由太空機器人組裝。這是目前的研究方向之一。長期運行的安全性也是一個重要問題。龐志浩表示，長期微波輻射對生態、大氣和生物的影響還有待進一步研究。此外，太空太陽能發電站的建設對新材料、高效能量轉換裝置、超大型航天器結構和控制技術以及在軌組裝和維護技術提出了巨大挑戰。中國有望率先建設太空太陽能發電站，這被稱為新時代太空和能源領域的“曼哈頓工程”，因為它在重量和規模上都遠遠超過了現有的太空設施。自1968年提出相關概念以來，美國政府和企業已投資近1億美元，并實施了多項研發計劃。日本正式將其列入國家長期空間規劃；俄羅斯、印度、韓國和歐空局也在進行相關研究。2008年，中國將空間太陽能發電站的研發列入國家初步研究計劃。近年來，它提出了平臺非聚焦、二次對稱聚焦、多旋轉關節和球形能量收集陣列等方案，并在無線能量傳輸等關鍵技術方面取得了重要進展。目前，我國空間太陽能發電廠的研究已初步實現從“與跑”到“并聯”，成為推動國際空間太陽能發電站發展的重要力量。中國航天科技集團五院科技委員會主任李明曾對記者表示，如果能夠保持并進一步加強研發力度，中國有望成為世界上第一個建設具有實用價值的太空太陽能電站的國家。記者了解到，中國首個空間太陽能電站試驗基地近日在重慶開工建設，計劃2021至2025年建設中小型平流層太陽能電站并發電；2025年后，大規模空間太陽能發電站系統的相關工作將開始。Xi的將為空間太陽能電站系統項目搭建地面驗證平臺，用于系統驗證空間太陽能電站的功能和效率。根據相關專家組的建議，中國應力爭在未來十年內完成空間超高壓發電和無線能源傳輸的試驗驗證，實現“2030年開始建設兆瓦級空間太陽能實驗電站，到2050年具備建設千兆瓦商用空間太陽能電站的能力”的中長期目標。

標簽：曼

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