綠色能源新領(lǐng)域：太空太陽能發(fā)電站

2021年10月，中共中央國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》中明確“到2060年非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到80%以上”的低碳路徑。這意味著，未來我國的新型供電系統(tǒng)中大部分供能將來自于新能源。

科學(xué)家們提出了空間太陽能電站的設(shè)想。簡單來說，空間太陽能電站是指在空間將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再通過微波或激光等方式將能量傳輸?shù)降孛娴碾娏ο到y(tǒng)?？臻g太陽能的發(fā)電用衛(wèi)星吸收的陽光不會被大氣削弱，在地球同步軌道上避免了晝夜更替，不會有天氣變化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，空間太陽能利用率可達(dá)1366瓦/平方米，是地面平均太陽光照功率的7～12倍，且在地球同步軌道上，空間太陽能電站在99%的時間內(nèi)可穩(wěn)定接收太陽輻射，向地面固定區(qū)域傳輸能量。

從技術(shù)層面來說，空間太陽能電站技術(shù)主要存在三個技術(shù)環(huán)節(jié)，分別是能量收集，能量轉(zhuǎn)換和傳輸，能量接收與利用。能量的收集主要通過航天器來實(shí)現(xiàn)，如軌道衛(wèi)星或空間站。收集能量的手段除光伏發(fā)電外，還有將太陽能直接轉(zhuǎn)為激光能量的技術(shù)路線。能量轉(zhuǎn)換和傳輸也存在諸多技術(shù)路線，目前討論最多的有通過微波、激光兩種方式傳輸。相較而言，微波轉(zhuǎn)化和傳輸效率較高、特定頻段穿透性好;其波束較寬，發(fā)射和接收天線的尺寸較大，適合于大功率天地能量傳輸模式。

目前空間太陽能發(fā)電技術(shù)仍面臨著許多挑戰(zhàn)。但這同時也是令人振奮的研究課題和發(fā)展機(jī)會，該技術(shù)未來將在“雙碳”目標(biāo)的達(dá)成上發(fā)揮起重要作用。

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