去太空中造个太阳能发电机

敖显奎

绿色能源革命作为一种全球性的发展趋势，太阳能发电已成为大众所熟悉的新能源途径。在中国的很多地方太阳能发电已经很常见，然而仅仅是这样仍难以让人们满足，人们还想更充足的利用太阳能——把太阳能发电机造到太空中去。有媒体报道，中国计划将一座太阳能发电站送入地球轨道，这一壮举或将将使中国成为首个利用太空太阳能并将其传输回地面的国家。

为什么要去太空造？

太空太阳能发电机这一概念最早起源于上世纪70年代，其基本概念就是在卫星轨道上安装太阳能收集器，将从太阳光收集所得的能量以微波或激光传送到地球，在地球表面接收后转化为电能。因为太阳一直存在于太空中，太空太阳能发电被视为最为可靠的可再生能源。加州理工学院电气工程系教授阿里·哈吉米利说：“你不必应对昼夜周期，你不必应付云层或季节变化，所以相比于现有的地面太阳能，你有8到9倍的能源可用。”

去太空造太阳能发电机的另一个被需要的原因是人口增长，有专家预言到了2050年世界的人口将会增至90亿，人们对能源的需求量会大大的增加，然而作为最可靠的再生能源太阳能，在日本、北欧和世界其他光照不太充足的地区却很难得到开发。于是，太空太阳能成为满足全球能源需求的一个重要潜力股。

实现：用微波传输太阳能

早在1941年，美国科幻小说作家以撒·艾西莫夫就在他的科幻小说中描述了一个太空站从太阳光收集得的能量以微波波束传送至地球的场景。2015年年初，三菱重工展示了将10千瓦的太阳能通过微波传送至500米以外的地方，证明用微波传送太阳能在技术上是有可能的，但是能量损耗以及安全性成了主要问题。

NASA物理学家约翰·曼金斯提供了一个可行的方法：射数万颗“太阳能卫星”，这些卫星将彼此联系起来，形成一个巨大的锥形结构，这些卫星将用太阳能电池板也就是光伏板覆盖，光伏板将阳光转化为电能，电能将被卫星转化为微波，并无线发送到地面接收器，比如說一种直径可达4英里的巨型铁丝网。这些地面接收设备可以安装在湖泊、沙漠或农田上。这样一个太阳能设施可以源源不断地产生2000千兆瓦的电力。而在现实生活中，最大的地面太阳能发电场只能产生大约1.8千兆瓦。

外媒报道，中国正在西南部城市重庆建设一个试验设施，从而研究将太阳能从轨道传输会地面的最佳方式，具体的实验内容并没有透露。此外，日本也已经研究太空太阳能发电10年，印度、欧洲等国亦有涉猎，然而至今都还没有明显进展。

面临的问题

美好的愿景之下是不可避免的现实阻挠，首当其冲的便是材质问题，目前需要找到能够减轻太阳能电池板的方法，同时还得保证其质量和稳定性以及导电效率。当下最先进的光电转换技术的效率在30%左右。

另外，还有人提出长期利用微波传送太阳能微波辐射或许会对大气造成安全隐患。朝更远的地方看，微波传送太阳能作为一种定向的能量束，其毁坏力巨大，一旦高空卫星遭黑客入侵，原本用来传递太阳能量的射束就可能遭受控制，射往其它国家甚至高密度人口的大城市，这将造成重大伤害。（编辑/侯帮虎）