去太空中造個太陽能發電機

敖顯奎

綠色能源革命作為一種全球性的發展趨勢，太陽能發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電已經很常見，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——把太陽能發電機造到太空中去。有媒體報道，中國計劃將一座太陽能發電站送入地球軌道，這一壯舉或將將使中國成為首個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？

太空太陽能發電機這一概念最早起源于上世紀70年代，其基本概念就是在衛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化為電能。因為太陽一直存在于太空中，太空太陽能發電被視為最為可靠的可再生能源。加州理工學院電氣工程系教授阿里·哈吉米利說：“你不必應對晝夜周期，你不必應付云層或季節變化，所以相比于現有的地面太陽能，你有8到9倍的能源可用。”

去太空造太陽能發電機的另一個被需要的原因是人口增長，有專家預言到了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卻很難得到開發。于是，太空太陽能成為滿足全球能源需求的一個重要潛力股。

實現：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物理學家約翰·曼金斯提供了一個可行的方法：射數萬顆“太陽能衛星”，這些衛星將彼此聯系起來，形成一個巨大的錐形結構，這些衛星將用太陽能電池板也就是光伏板覆蓋，光伏板將陽光轉化為電能，電能將被衛星轉化為微波，并無線發送到地面接收器，比如說一種直徑可達4英里的巨型鐵絲網。這些地面接收設備可以安裝在湖泊、沙漠或農田上。這樣一個太陽能設施可以源源不斷地產生2000千兆瓦的電力。而在現實生活中，最大的地面太陽能發電場只能產生大約1.8千兆瓦。

外媒報道，中國正在西南部城市重慶建設一個試驗設施，從而研究將太陽能從軌道傳輸會地面的最佳方式，具體的實驗內容并沒有透露。此外，日本也已經研究太空太陽能發電10年，印度、歐洲等國亦有涉獵，然而至今都還沒有明顯進展。

面臨的問題

美好的愿景之下是不可避免的現實阻撓，首當其沖的便是材質問題，目前需要找到能夠減輕太陽能電池板的方法，同時還得保證其質量和穩定性以及導電效率。當下最先進的光電轉換技術的效率在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）