电动车或将永无“断粮”之忧 中国有望率先建成空间太阳能电站

如果在高度约3.6万公里的地球同步轨道上建造太阳能发电站，太阳光线不会被大气层削弱，也不会受到季节和昼夜变化的影响。99%的时间可以稳定地接收太阳辐射，其强度是地面的6倍以上。

在近年来的春运高峰模式下，开电动车回家已经成为许多人的“新挑战”。在拥堵的高速公路上，有很多电动车都有腋下。这样的悲剧有望消除。国家太空探索技术首席科学传播专家庞志浩13日对科技日报记者表示，如果中国建造太空太阳能发电站，电动汽车可能可以随时随地充电，就不会有“粮食短缺”的担忧。当然，太空太阳能发电站的应用远不止于此。它的功能有多大，离我们的生活有多远？庞志浩介绍，取之不尽用之不竭的清洁能源已经被人类广泛使用，但太阳能在地面的利用率并不高，而且会受到大气的吸收和散射，以及云和雨、季节和昼夜交替的影响而衰减。与此同时，能量密度变化很大，而且非常不稳定。太阳能在太空中十分丰富。庞志浩说，如果在高度约3.6万公里的地球同步轨道上建造太阳能发电站，太阳光线不会被大气层削弱，也不会受到季节和昼夜变化的影响。在99%的时间内，可以稳定地接收太阳辐射，其强度是地面的6倍以上。通过太空将能量定点传输到地面，可以为人类提供取之不尽用之不竭的清洁能源。空间太阳能发电站开发的核心应用目标是为地面提供大规模商业电源。庞志浩说，由于其覆盖范围广，可以为偏远地区、岛屿和灾区供电，也可以灵活用于为地面移动目标供电。同时，太空太阳能电站可以在“可见”范围内为航天器供电，使航天器摆脱巨大的太阳能翼，大大提高功率水平和控制精度。它也可以作为深空探测能源系统的候选者，未来也可以用于太空燃料生产和太空加工制造，以实现太空工业的发展。此外，太空太阳能发电站还可以清理传统能源造成的“烂摊子”。庞志浩说，石油化工能源的使用导致了全球变暖，随之而来的是台风、龙卷风等恶劣天气频发。将空间太阳能发电站的巨大能量传输到台风所在地区，可以改变台风的温度分布，破坏台风的形成过程。面临诸多技术挑战的庞志浩介绍，空间太阳能电站的主要工作原理如下：太阳能发电装置将太阳能转化为电能；能量转换装置将电能转换为微波或激光，并利用发射装置向地面发送光束；

地面接收系统接收在太空中传输的波束，并通过转换设备将其转换为电能，以接入电网。“目前，它的技术原理没有太大问题。”庞志浩说，近年来，太阳能发电效率、微波转换效率和相关空间技术都取得了很大进步，为下一步的发展奠定了基础。然而，作为一个宏大的太空系统，太空太阳能发电站需要在许多技术方面取得突破。例如，目前人类最大的航天器国际空间站重达400多吨，而一个工业级太空太阳能发电站重达数千吨。如何构建？一些国内专家建议，太空太阳能发电站的建筑材料应首先发射到太空，并建立“太空工厂”。所需的部件应通过3D打印技术打印出来，然后由太空机器人组装。这是目前的研究方向之一。长期运行的安全性也是一个重要问题。庞志浩表示，长期微波辐射对生态、大气和生物的影响还有待进一步研究。此外，太空太阳能发电站的建设对新材料、高效能量转换装置、超大型航天器结构和控制技术以及在轨组装和维护技术提出了巨大挑战。中国有望率先建设太空太阳能发电站，这被称为新时代太空和能源领域的“曼哈顿工程”，因为它在重量和规模上都远远超过了现有的太空设施。自1968年提出相关概念以来，美国政府和企业已投资近1亿美元，并实施了多项研发计划。日本正式将其列入国家长期空间规划；俄罗斯、印度、韩国和欧空局也在进行相关研究。2008年，中国将空间太阳能发电站的研发列入国家初步研究计划。近年来，它提出了平台非聚焦、二次对称聚焦、多旋转关节和球形能量收集阵列等方案，并在无线能量传输等关键技术方面取得了重要进展。目前，我国空间太阳能发电厂的研究已初步实现从“与跑”到“并联”，成为推动国际空间太阳能发电站发展的重要力量。中国航天科技集团五院科技委员会主任李明曾对记者表示，如果能够保持并进一步加强研发力度，中国有望成为世界上第一个建设具有实用价值的太空太阳能电站的国家。记者了解到，中国首个空间太阳能电站试验基地近日在重庆开工建设，计划2021至2025年建设中小型平流层太阳能电站并发电；

2025年后，大规模空间太阳能发电站系统的相关工作将开始。Xi的将为空间太阳能电站系统项目搭建地面验证平台，用于系统验证空间太阳能电站的功能和效率。根据相关专家组的建议，中国应力争在未来十年内完成空间超高压发电和无线能源传输的试验验证，实现“2030年开始建设兆瓦级空间太阳能实验电站，到2050年具备建设千兆瓦商用空间太阳能电站的能力”的中长期目标。如果在高度约3.6万公里的地球同步轨道上建造太阳能发电站，太阳光线不会被大气层削弱，也不会受到季节和昼夜变化的影响。99%的时间可以稳定地接收太阳辐射，其强度是地面的6倍以上。

在近年来的春运高峰模式下，开电动车回家已经成为许多人的“新挑战”。在拥堵的高速公路上，有很多电动车都有腋下。这样的悲剧有望消除。国家太空探索技术首席科学传播专家庞志浩13日对科技日报记者表示，如果中国建造太空太阳能发电站，电动汽车可能可以随时随地充电，就不会有“粮食短缺”的担忧。当然，太空太阳能发电站的应用远不止于此。它的功能有多大，离我们的生活有多远？庞志浩介绍，取之不尽用之不竭的清洁能源已经被人类广泛使用，但太阳能在地面的利用率并不高，而且会受到大气的吸收和散射，以及云和雨、季节和昼夜交替的影响而衰减。与此同时，能量密度变化很大，而且非常不稳定。太阳能在太空中十分丰富。庞志浩说，如果在高度约3.6万公里的地球同步轨道上建造太阳能发电站，太阳光线不会被大气层削弱，也不会受到季节和昼夜变化的影响。在99%的时间内，可以稳定地接收太阳辐射，其强度是地面的6倍以上。通过太空将能量定点传输到地面，可以为人类提供取之不尽用之不竭的清洁能源。空间太阳能发电站开发的核心应用目标是为地面提供大规模商业电源。庞志浩说，由于其覆盖范围广，可以为偏远地区、岛屿和灾区供电，也可以灵活用于为地面移动目标供电。同时，太空太阳能电站可以在“可见”范围内为航天器供电，使航天器摆脱巨大的太阳能翼，大大提高功率水平和控制精度。它也可以作为深空探测能源系统的候选者，未来也可以用于太空燃料生产和太空加工制造，以实现太空工业的发展。此外，太空太阳能发电站还可以清理传统能源造成的“烂摊子”。庞志浩说，石油化工能源的使用导致了全球变暖，随之而来的是台风、龙卷风等恶劣天气频发。将空间太阳能发电站的巨大能量传输到台风所在地区，可以改变台风的温度分布，破坏台风的形成过程。面临诸多技术挑战的庞志浩介绍，空间太阳能电站的主要工作原理如下：太阳能发电装置将太阳能转化为电能；能量转换装置将电能转换为微波或激光，并利用发射装置向地面发送光束；

地面接收系统接收在太空中传输的波束，并通过转换设备将其转换为电能，以接入电网。“目前，它的技术原理没有太大问题。”庞志浩说，近年来，太阳能发电效率、微波转换效率和相关空间技术都取得了很大进步，为下一步的发展奠定了基础。然而，作为一个宏大的太空系统，太空太阳能发电站需要在许多技术方面取得突破。例如，目前人类最大的航天器国际空间站重达400多吨，而一个工业级太空太阳能发电站重达数千吨。如何构建？一些国内专家建议，太空太阳能发电站的建筑材料应首先发射到太空，并建立“太空工厂”。所需的部件应通过3D打印技术打印出来，然后由太空机器人组装。这是目前的研究方向之一。长期运行的安全性也是一个重要问题。庞志浩表示，长期微波辐射对生态、大气和生物的影响还有待进一步研究。此外，太空太阳能发电站的建设对新材料、高效能量转换装置、超大型航天器结构和控制技术以及在轨组装和维护技术提出了巨大挑战。中国有望率先建设太空太阳能发电站，这被称为新时代太空和能源领域的“曼哈顿工程”，因为它在重量和规模上都远远超过了现有的太空设施。自1968年提出相关概念以来，美国政府和企业已投资近1亿美元，并实施了多项研发计划。日本正式将其列入国家长期空间规划；俄罗斯、印度、韩国和欧空局也在进行相关研究。2008年，中国将空间太阳能发电站的研发列入国家初步研究计划。近年来，它提出了平台非聚焦、二次对称聚焦、多旋转关节和球形能量收集阵列等方案，并在无线能量传输等关键技术方面取得了重要进展。目前，我国空间太阳能发电厂的研究已初步实现从“与跑”到“并联”，成为推动国际空间太阳能发电站发展的重要力量。中国航天科技集团五院科技委员会主任李明曾对记者表示，如果能够保持并进一步加强研发力度，中国有望成为世界上第一个建设具有实用价值的太空太阳能电站的国家。记者了解到，中国首个空间太阳能电站试验基地近日在重庆开工建设，计划2021至2025年建设中小型平流层太阳能电站并发电；2025年后，大规模空间太阳能发电站系统的相关工作将开始。Xi的将为空间太阳能电站系统项目搭建地面验证平台，用于系统验证空间太阳能电站的功能和效率。根据相关专家组的建议，中国应力争在未来十年内完成空间超高压发电和无线能源传输的试验验证，实现“2030年开始建设兆瓦级空间太阳能实验电站，到2050年具备建设千兆瓦商用空间太阳能电站的能力”的中长期目标。

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