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DeepTech深科技中国计划在2030年建设太阳能空间发电站


就在刚刚过去的这个周末 ， 以其神秘特性为人所道的 X-37B 成功升空 。
当地时间 17 日上午 9 时 14 分 ， 美军可重复使用轨道试验飞行器 X-37B 在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空 。 该项目由波音公司为美国空军打造 ， 并为后者所有 。
作为一款一直笼罩在迷雾之中的飞行器 ， 它的每一次发射都备受关注 ， 而且这一次 ， 其发射、运行和着陆任务都交由刚刚成立不久的美国太空军（the US Space Force）负责 。 有人说它其实是一款太空战斗机 ， 也有人说它是一个洲际导弹 ， 而美国空军一直辩称 X-37B 只是航天飞机的升级版 。
这也是美军首次向外界公布 X-37B 航天器的飞行任务 。 尽管官方没有说明 X-37B 航天器计划在轨道上停留多长时间 ， 也未公布任务目的 。
不过 ， X-37B 今年的这次飞行 ， 最引人注目的却不是军事任务 ， 而是一个可能对人类开发新能源至关重要的实验项目：在太空中利用太阳能发电 ， 向地面传回能量（飞行器本身也可不依赖自身携带的能源） 。 美国空军部长芭芭拉 · 巴雷特（Barbara Barrett）在一次会议上透露 ， X-37B 的这一实验由美国海军研究实验室设计 。
这正是“空间太阳能发电”的概念 。
简而言之 ， 就是在太空轨道上布置巨大的太阳能电池阵列 ， 把太阳光转换为电能 ， 再通过微波或者激光的形式 ， 把电能传输回地球 ， 通过地表的天线接收、整流 ， 最后输送到电网中 。
毫无疑问 ， 这是一项十分前沿的能源技术 ， 一旦实现将改写现有的能源格局 。
DeepTech深科技中国计划在2030年建设太阳能空间发电站
本文插图
图丨 X-37B 照片 。 现在 ， 它正在我们头顶之上执行着其第六次任务（来源：U.S. AIR FORCE）
“人类的终极能源解决方案现在主要有两个路径 ， 一是人造太阳 ， 即可控核聚变 ， 另外则是建设太阳能空间电站 ， 毕竟人类在地面上利用太阳能这种量大质优的清洁能源已经接近极致 。
人类的持续发展需要清洁电力 ， 现在使用的煤炭、石油是不可持续的 ， 而且污染比较大 ， 而目前主要新能源例如风能和地面太阳能等不能同时保证质和量这两点要求 。 地面太阳能发电受昼夜、天气等影响较大 ， 而在地球轨道可以实现 24 小时太阳能发电 ， 不过在轨道上产生的电力只能通过无线传输方式传回地球 。 可以说 ， 无线输电技术决定了未来应用空间太阳能清洁电力的发展 。 ”在接受 DeepTech 采访时 ， 中国空间技术研究院王立研究员如此介绍 。
目前 ， 中国空间技术研究院正在推进太阳能空间电站项目的研究 ， 王立研究员正是该项目负责人之一 。
颇具科幻色彩的硬核能源技术
早在 1941 年 ， 科幻小说作家阿西莫夫就曾提出过类似的设想 。 1968 年 ， 皮特 · 格拉泽（Peter Glaser）进一步提出了太阳能发电卫星的概念 ， 并为此申请了专利 。 之后的几十年 ， 经过美国、日本、俄罗斯、欧洲、中国等多国的持续研发 ， 空间太阳能发电的技术原理和理论可行性已经得到了充分的论证 。
与地面上的常规太阳能电站相比 ， 空间太阳能电站有以下几个理论上的优势 ， 甚至可以实现一些我们一直以来梦寐以求的愿望：
理论效率高
在地表利用太阳能发电 ， 很大一部分的太阳能都消耗在了太阳光到达地球表面的路上 。 据估算 ， 地球大气可以反射或者吸收 55-60% 的太阳光 。 而如果把太阳能电池放到太空中 ， 太阳光穿越宇宙空间直达空间太阳能电站 ， 是没有这个损耗的 。
不过 ， 空间太阳能发电也有自己的功率损失 ， 例如在地表的接收端 ， 把微波或者激光转化为电能的效率 ， 还远不到 100% 。
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