今日快看!太空能源：空間太陽能電站

“媽媽，衛星為啥大多都有翅膀？”心心指著書上的衛星問道。

“那叫太陽翼，是收集太陽能的裝置，衛星的能量來源。”開開搶在媽媽之前回答道。

【資料圖】

“開開說的不錯。太陽能是一種取之不盡、用之不竭的清潔能源，不會像石油、天然氣、核能一樣造成污染。因此人們會在太陽輻射較強的地方架起太陽能電池板，將太陽能轉換成電能。”媽媽笑著補充道。

“據說太陽能會受到大氣的吸收和散射影響，那不是利用率大打折扣？”開開追問道。

“是的，除了受到大氣影響，云、雨、雪等天氣、季節的變化以及晝夜交替，都會影響太陽能的轉化。而太空中沒有空氣，沒有晝夜和四季，更沒有陰云遮日和大氣的干擾，能夠接收到的太陽能比地面強烈得多，因此科學家設想建設空間太陽能電站，這樣就可以提供恒定而沒有污染的電能。而最理想的高度就是35800千米高的地球同步軌道上。”媽媽點頭道。

“要在太空建一個龐大的發電站嗎？”心心吃驚道，“科學家還真是天馬行空呢！”

“其實早在1941年，科幻小說中就有空間站將太陽能傳輸到各個行星的描述，1968年，美國人也提出了空間太陽能系統的提案。然而，直到現在空間太陽能電站仍在研究中。我國的空間太陽能電站研究主要分地面端和衛星端兩部分。2021年6月，我國首個空間太陽能電站試驗基地開工建設，重點進行空間太陽能電站、無線微波傳能以及空間信息網等技術的前期演示模擬與驗證。此外，我國還預計在2028年發射一顆試驗衛星，測試從太空到地面的無線電力傳輸技術。”媽媽介紹道。

“這個空間太陽能電站到底要如何發電呢？發電是為了服務于衛星嗎？還是真的能給地面供電呢？”開開的問題像連珠炮。

“隨著太陽能發電技術、微波轉化技術以及相關的航天技術的發展進步，科學家通過聚焦技術把無線電波聚攏在一起成為一種能，叫做束射能源，簡稱束能。于是科學家設想在空間太陽能電站安裝兩個矩形電池帆板，也就是太陽能接收轉換器，將太陽能轉換成電能。再通過位于矩形電池帆板之間的微波輻射天線，將電能轉換成微波束能，微波束能通過微波發射天線傳回地面，最終地面接收站將微波束能轉換成電能。”媽媽解釋道。

“哦，太陽能變電能，再變微波束能，回到地面后再變回電能。”開開復述著整個過程的能量轉變。

“那未來的汽車是不是都是太陽能的，邊開邊充電，永不沒電。”心心拍手笑道。

“衛星和航天器也可以不用帶著大翅膀啦，可以減輕不少負重。”開開欣喜地說道。

“哈哈，沒錯！科學家堅信，空間太陽能電站的作用巨大，不僅僅能夠服務于太空探索，加速人類探索太空的速度，也能為地面提供大規模商業化用電，解決能源危機與環境污染問題。”媽媽說道，“不過，要想在太空中建造一個質量、體積巨大，發電功率為兆瓦級，壽命在30年以上的空間太陽能電站可并不容易，不僅要解決眾多技術難題，還要解決安全問題。比如地球軌道上那些飛行速度極快的太空垃圾，很大可能會對空間太陽能電站造成撞擊傷害。”

“要解決的問題還很多呀。不過我相信太陽這個太空能源一定會造福全世界的！”開開對未來充滿自信。

【知識卡】太空能源：空間太陽能電站

對比石油、天然氣等能源，太陽能是一種取之不盡、用之不竭的清潔能源。然而地面利用太陽能受到多因素約束，利用率較低。科學家設想在太空中建造空間太陽能電站，解決地球上的能源危機。

空間太陽能電站通過太陽能接收轉換器將太陽能轉化為電能，再經由微波輻射天線將電能轉換成微波束能，通過微波發射天線將能量傳送到地面，最終地面接收站在將微波束能轉換成電能，供人類使用。

然而要想在太空中建立龐大的空間太陽能電站，不僅存在眾多技術難關，還要面臨眾多風險。但科學家深信，空間太陽能發電站將發揮巨大作用，并不僅僅服務于太空探索，還能為地面提供大規模商業化用電。

標簽： 地面接收站 發射天線 微波輻射 取之不盡 用之不竭