发布日期：2026-03-07 10:10 点击次数：130
图(1)：空间太阳能电站在轨开动暗意图。
图(2)：“每日工程”——欧米伽空间太阳能电站大地考据系统。
图(1)图(2)均为西安电子科技大学提供
“把发电站建在天外，让清洁动力照亮地球！”——这一如故只出当今科幻作品里的斗胆构想，如今正加速走向执行。跟着公共动力转型深入鼓吹，航天辐射本钱捏续着落，空间太阳能电站这一“翌日动力”构想，已成为宇宙主要科技强国竞相布局的新高地。中国正稳步鼓吹空间太阳能电站“每日工程”，规画于2030年前后开展兆瓦级在轨磨真金不怕火。好意思国企业家埃隆·马斯克近期线路，规画每年向天外部署1亿千瓦太阳能东谈主工智能卫星动力相聚。这项技能之是以诱惑公共视力，在于它领有传统动力难以企及的上风，被视为处置东谈主类动力窘境的终极决策之一。
天外发电的上风与难点
空间太阳能电站的构想，最早由好意思国科学家彼得·格拉赛于1968年提议。它的使命旨趣与通讯卫星访佛：太阳能板在地球轨谈上开动，通过本身旋转永远正对太阳，以最好角度经受阳光；随后，采集到的能量以微波体式传输到大地的经受站，再疏导成电能，并接入现存的电网基础智商。
与大地太阳能发电比拟，天外的发电要求号称完好意思：无云层阻挠、无日夜轮换、无大气衰减。在地球静止轨谈或地球太阳同步轨谈上，单元太阳能电板板可经受的太阳辐射量为大地的8至10倍，且能兑现24小时一语气发电，具备成为默契“基荷电源”（一语气默契开动的基础电源）的后劲。同期，空间太阳能电站的推广才智极强，通过扩大限度能满足公共动力增长需求。要是在地球静止轨谈铺设一周一公里宽的太阳能电板带，一年经受的能量相当于地球可开采石油的总量。
空间太阳能电站还能带来多重附涨价值：一是给卫星减负，使其解脱雄伟艰辛的太阳翼（帆），换上工整的经受天线，从“天外充电桩”获取电力，显赫进步活泼性和续航才智；二是兑现能量和信息双传输，让通讯、导航卫星的天线同期具备经受电力的功能；三是优化天外信息处理，在天外平直完成数据处理，幸免现时“天外压缩、天地传输、大地解压”模式带来的丢包、失真等问题；四是为月球基地、火星前线站等深空探伤智商提供良友无线供电。
关联词，要在天外建造超等电站，并不是一件容易的事。外洋上已提议多种空间太阳能电站遐想决策，把柄太阳光能采集体式的不同，主要分为聚光型与非聚光型两大类。
聚光型空间太阳能电站的中枢念念路是通过衰退的聚光系统，一方面将太阳光聚积聚积到太阳能电板名义，提高光电疏导效劳；另一方面将辐射天线发出的微波波束精确瞄准天外翱游器或大地经受站的天线。代表决策包括好意思国的“阿尔法”、中国的“欧米伽”等，其上风在于结构紧凑、分量较轻，但对热管束与指向精度要求高。
非聚光型空间太阳能电站则平直铺设大面积柔性光伏阵列，合作独处的微波辐射天线。比如日本提议的“绳捆绑构”决策、中国的“多旋转弱点”构型。这类遐想愈加爽朗，但需处置超大柔性结构在轨伸开、双轴高精度指向等贫寒，就像让一块巨大的“天外帆板”在高速引导中永远瞄准两个不同的缱绻，挑战很大。
岂论遴选哪种决策，空间太阳能电站算作一个贯串“天外—天外”“天外—大地”的超大型动力供给系统，齐需要冲突多项弱点中枢技能。比如，远距离高功率高效劳微波无线传能、在轨超大型结构拼装、顶点热环境为止、历久可靠性开动等。这些技能为德不终紊，需系统性冲突。
天外动力研发按下“快进键”
比年来，空间太阳能电站从表面探索迈向工程考据的弱点阶段，多国加速鼓吹弱点技能攻关与原型磨真金不怕火，一系列冲突性弘扬让这项技能的落地出路越来越显然。
英国将成就空间太阳能电站纳入国度抽象动力政策与天外发展政策，给以要点资金和政策营救。欧洲航天局将空间太阳能电站定位为“具备历久可行性的清洁基荷电源选项”，捏续插足研发力量，稳步鼓吹关系技能考据。
好意思国国度航空航天局、国防部等机构不停鼓吹弱点部件与技能的空间考据。2023年，加州理工学院辐射了一套在轨袖珍微波传能收发天线，遴选漫衍式槽型聚光遐想，两个天线间距仅一英尺，投注pp顺利向大地传输了微波束，象征着在袖珍化传能开采上取得进攻冲突，为后续大型开采研发累积了造就。
日本在场景磨真金不怕火中作念出探索。2024年12月，日本天地航空探究开发机构连合产业界，在长野县开展商用飞机向大地微波输电磨真金不怕火。一架飞机在7000米高空以700公里/小时巡航，向大地13个经受点传输270瓦微波功率，考据了高速出动平台对地精确微波功率传输技能方面的可行性。
中国在该边界起步虽晚，但弘扬连忙。2022年6月，西安电子科技大学牵头建成“每日工程”——这座75米高的测试塔，是宇宙首个全链路全系统的空间太阳能电站大地考据系统。近期，“每日工程”取得一系列新冲突：在“一双多”出动缱绻传能技能上，兑现一套辐射系统同期为多个出动缱绻供电，处置了多缱绻供电的精确为止问题，翌日有望为多个天外翱游器或大地出动开采同期供电；在高精度指向为止上，进一步进步微波波束的指向精度，减少了能量损耗；在辐射与经受天线集成化、袖珍化与轻量化上取得弱点弘扬，为开采的天外部署奠定了基础。此外，中国航天科技集团五院、重庆大学、四川大学、上海大学、中国科学院电工所、哈尔滨工业大学、上海交通大学等单元也积极参与关系弱点技能攻关，酿成多学科协同更动阵势。
{jz:field.toptypename/}翌日将有丰富的应用场景
翌日，空间太阳能电站一朝建成开动，将长远重塑东谈主类社会动力阵势，应用场景远超想象。
在大地供电边界，传统电网受地形地貌和经济本钱制约，在偏远山区、沙漠、海洋等地区架设输电澄澈投资大、难度高。空间太阳能电站驻足天基，视域可完整掩饰地球通盘区域和地形。通过微波无线能量传输，这些地区可取得捏续默契的电力供应，有助于推动公共动力普惠。
在济急救灾边界，地震、台风、急流等灾害发生后，雷同会导致大面积停电。空间太阳能电站的微波无线传能可提供活泼的济急电力供应，不错快速为救灾现场的医疗拯救、通讯保险、临时安置点供电等提供“空中电力支援”，为生命拯救争取贵重时候。
在航天边界，伴跟着大航天时间的到来，越来越多卫星、空间站、深空探伤器将进入天外，对电力的需求捏续增长。空间太阳能电站能为这些空间翱游器提供远距离、高功率的电力营救，让卫星的开动周期更长、功能更遒劲，让深空探伤器不错飞得更远，也不错在空间站开展更多科学实验，极大拓展东谈主类的天外探索范围和时候。翌日的“天外互联网”或月球基地，利害齐将依赖这种“天基充电宝”。
更具想象力的是，空间太阳能电站利害能成为应酬顶点痛快的新器具。台风等顶点天气雷同会给沿海地区带来巨大横祸，而哄骗微波无线能量注入面貌，可对台风区域内下千里凉气流中的水汽进行捏续加热，当能量充足大时，有望改造区域大气环流，从而改造台风的强度和走向，减少台风灾害带来的蚀本。
固然，从科学实验转化为具备生意可行性的产业，空间太阳能电站仍有漫长的路要走。除了需要科学家攻克一系列弱点技能，还需要列国分享技能后果、共担研发本钱、共同应酬挑战。同期，生意机构的参与也至关进攻，需要酿成政府引导、市集驱动、产学研联结的更动生态，裁汰成就和运营本钱，让天外清洁动力走进寻常匹夫家，信得过成为惠及全东谈主类的可捏续动力处置决策。
（作家为中国工程院院士、西安电子科技大学进修）
把太阳能电站“搬上天”（外洋科技前沿）
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