太空太阳能发电站有哪些优势，未来前景如何？-浩瀚科普

太空太阳能发电站的概念是利用太阳能卫星收集太空中的太阳能，并将其传输到地球，从而实现绿色环保不间断的高效太阳能发电。太空太阳能发电站又名天基太阳能，它的优点包括由于缺乏大气层的反射和吸收而收集的能量更高，夜晚的可能性很小，以及更好地面向太阳定向的能力。天基太阳能系统将阳光转化为其他形式的能量（例如微波），这些能量可以通过大气层传输到地球表面的接收器。

太空太阳能发电站有哪些优势？

首先，太空中可以接收到更多的阳光。由于太空中没有夜晚，所以轨道上的卫星几乎可以24小时暴露在阳光之下。此外，太空中的阳光不会像地面上的冬天或傍晚，有倾斜入射的问题。太阳能板可以随时指向太阳的方向，和太阳光的方向保持垂直，接受百分之百的阳光照射。根据计算，同一块太阳能板放在太空中可以接受到的阳光量至少是地表的三倍以上。

另外，地球的大气其实帮我们阻隔了许多阳光，保护地表上的我们不会被瞬间晒伤。就算是晴朗无云的日子，大气层还是会散射掉许多的阳光。太空中的太阳辐射比地表强上不少，大约多了40%左右。

综合前面所说的，只要把现有的光电材料放到卫星轨道上，就可以轻松获得约四倍的发电量。此外还不需要任何占地，不会对环境生态带来负面影响。

太空发的电要怎么运回地球？

你可能会好奇，在太空中收获这么多太阳能，要怎么运回地球给大家使用呢？难道要存在电池里再回收吗？科幻大师艾西莫夫早在1941年就想过这个问题了。在他的短篇小说《理性》中，各个太空站会再收集太阳能之后，用微波光束将能量传送至不同行星，也就是远距无线传输能量。

虽然这种技术在当时属于科幻情节，但现在的我们知道这样的技术在原理上可能办到的。这种技术中能量会以波源为中心向外发散，并且能量随着距离快速衰减。想要高效率传输能量，如果不想接条线，就必须使用指向性的波源，将能源都集中到一点。

现在，我们使用多个天线组成阵列，并调整它们的相位，让各个天线发出的微波产生干涉，形成笔直前进的单方向微波束，将能量精准发射到远处的一个点。除此之外，因为选择的电磁波频段是微波，就像手机信号可以穿过墙壁到你的手机一样，特定频率的微波也能穿透大气层或云层的阻挡。即使地球上的我们是下雨天，太空太阳能仍能通过微波将能量传至地表，大幅降低天气造成的影响。

所以，只要把所有太阳能板发射到地球同步轨道上，让它们在轨道中展开，组装成边长长达数公里的超大太阳能板。这样空中太阳能发电厂就会一直维持在天空中的某一点，地面的我们，只要建造一个微波接收站就可以了。当然要将所有设备发射到地球同步轨道上花费不菲，较可行的做法是先用火箭将卫星射入高度较低的低地球轨道中，再利用卫星本身的离子喷射等方式把自己慢慢推到地球同步轨道。

太空发电厂符合经济效益吗？

根据美国能源情报署EIA的资料，1GW发电容量的发电厂，传统燃煤发电厂的初期建设成本，大约是120亿元，核电站大约是450亿元。那太空太阳能呢？每1kW的发电需要6.5千克的材料，1GW就需要6500吨。目前SpaceX猎鹰重型火箭运送每千克材料进入轨道，需要7000元人民币。也就是说，光是将设备全部送上太空的运输成本，就需要455亿元的惊人花费。再加上太阳能板与相关设备的建置成本，以地面型太阳能发电厂为参考的话，大概还要多花100亿元。

如果要想让太空发电厂发出的电力具有竞争力，那么在未来，需要将太空发电厂的发射成本降低到不超过1400元/千克。随着技术的发展，在未来，这个发射成本还是有可能的。

太空太阳能究竟能不能成为可靠的新兴未来能源，从想都不敢想，到开始精算成本，相信我们很快就会知道答案。

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