SPS-ALPHA系統(tǒng)由數(shù)千個(gè)薄而彎曲的類似鏡子的組件構(gòu)成，可以移動(dòng)以便讓所能收集的太陽能實(shí)現(xiàn)最大化。SPS-ALPHA內(nèi)安裝光伏板，將太陽能轉(zhuǎn)化成微波。微波隨后從這個(gè)“雞尾酒杯”的底部傳給地球。

太空收集太陽能不再是“狂想”

SPS-ALPHA系統(tǒng)由數(shù)千個(gè)薄而彎曲的類似鏡子的組件構(gòu)成，可以移動(dòng)以便讓所能收集的太陽能實(shí)現(xiàn)最大化。SPS-ALPHA內(nèi)安裝光伏板，將太陽能轉(zhuǎn)化成微波。微波隨后從這個(gè)“雞尾酒杯”的底部傳給地球。

將太陽能作為能源和動(dòng)力，人類已經(jīng)探索了近400年，利用的方式一種是光熱轉(zhuǎn)換，一種是光電轉(zhuǎn)換。

其中光電轉(zhuǎn)換就是在地面或其他開闊地鋪設(shè)太陽能電池板，并通過控制器將太陽能直接轉(zhuǎn)化成可利用的交流電或直流電，也可以先把電放入蓄電池儲(chǔ)存起來再利用。

但通過這樣的方式我們所得到的太陽能已經(jīng)被大氣層層層剝削，只剩太空中太陽輻射的1/10～1/5，盡管光電轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)從最初的10%提升到了40%左右，但地面太陽能發(fā)電的實(shí)際效果還是打了很多折扣。

因此，科學(xué)家們很早就將視野轉(zhuǎn)向太空，如果能從太空直接收集太陽能，那么，太陽能的可用量將是地球上的數(shù)十億倍。

滿足人類1/3用電需求

美國宇航局（NASA）前工程師約翰˙曼金斯博士正在研制一種雞尾酒杯形衛(wèi)星，聲稱能夠在2025年滿足人類1/3的用電需求。這種衛(wèi)星名為“SPS－ALPHA”（隨機(jī)性大型相位陣列太陽能人造衛(wèi)星），由美國宇航局委托曼金斯研制，旨在探索利用部署在太空中的太陽能電池板向地球傳輸能量的可能性。

曼金斯最近在接受國外媒體采訪時(shí)指出，如果資金到位，SPS－ALPHA最早可在2025年發(fā)射升空。他說：“一個(gè)太陽能衛(wèi)星陣列便可滿足人類1/3的用電需求。雖然并非同時(shí)滿足，但卻能夠滿足任何一個(gè)市場的用電需求�！�

根據(jù)曼金斯的設(shè)想，SPS－ALPHA將收集的太陽能轉(zhuǎn)化成微波（波長小于1米大于等于1毫米的電磁波），而后傳輸給地球上的發(fā)電站，后者接收后將微波轉(zhuǎn)換成電，最終傳輸給消費(fèi)者。這一系統(tǒng)由數(shù)千個(gè)薄而彎曲的類似鏡子的組件構(gòu)成，可以移動(dòng)以便讓所能收集的太陽能實(shí)現(xiàn)最大化。SPS－ALPHA內(nèi)安裝光伏板，將太陽能轉(zhuǎn)化成微波。微波隨后從這個(gè)“雞尾酒杯”的底部傳給地球。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣學(xué)院副院長、智能測試及信息處理技術(shù)研究所所長朱春波在接受《中國科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)表示，從太空中直接收集太陽能的想法實(shí)際上在幾十年前就有了，只是一直都沒有成功實(shí)現(xiàn)。

自從20世紀(jì)60年代以來，人類就從科學(xué)角度論證了“基于太空的太陽能”（SBSP，Space－basedSolarPower）的可行性，而從太空軌道往地面發(fā)射微波的概念也證實(shí)是可行的。

曼金斯認(rèn)為，SPS－ALPHA的成本會(huì)低于其他一些方式，比如環(huán)繞地球的單一陣列。對(duì)于這個(gè)方案，他認(rèn)為，如果能夠取得成功，向地球遠(yuǎn)程傳輸具有經(jīng)濟(jì)可承受性的電量，可以達(dá)到10～1000兆瓦。

朱春波認(rèn)為，如果這樣的技術(shù)能夠成功，他們所設(shè)想的結(jié)果是可以滿足的。

高效利用太陽能

朱春波告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者，地面上太陽光能量密度比較低，目前我們應(yīng)用的太陽能板效率只有百分之十幾到百分之二十，而光電轉(zhuǎn)換效率又比較低。因此，我們?cè)诘孛嫔夏軌蚶�用到的太陽能是十分有限的�?/p>

在太空，理論上，在地球同步軌道上，99%的時(shí)間可以接受太陽能輻射，每平方米太陽能可以產(chǎn)生1336瓦熱量。早在1968年，美國科學(xué)家彼得˙格拉賽(PeterGlaser)就首先提出了建造空間太陽能電站的構(gòu)想。

此后，美國、日本等都提出了自己的國際空間太陽能電站構(gòu)想。2011年，在中國空間太陽能電站發(fā)展技術(shù)全國研討會(huì)上，專家也提出了我國空間太陽能電站的發(fā)展思路。

2012年，斯特拉斯克萊德大學(xué)的研究人員在太空測試過一種裝置，可用于收集能量并以微波或者激光束的形式傳回地球。這項(xiàng)測試是曼金斯領(lǐng)導(dǎo)的美國宇航局先進(jìn)理念研究所的一項(xiàng)研究的組成部分。斯特萊斯克萊德大學(xué)扮演的角色是為這一項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)組件研發(fā)具有革新性的解決方案。

斯特萊斯克萊德大學(xué)的馬斯米利亞諾˙瓦斯勒博士指出：“太空是收集太陽能的理想之地，擁有巨大優(yōu)勢(shì)。在太空中，你可以在一天中的任何時(shí)刻收集太陽能同時(shí)不會(huì)受到天氣條件的制約�！�

華南理工大學(xué)電力學(xué)院副院長張波也告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者，與地面能源相比，從太空中獲取太陽能，不僅強(qiáng)度高，由于其本身是無償?shù)模�因而成本低�?/p>

在地面上建設(shè)太陽能電站需要很大的面積，與火力發(fā)電站相比，產(chǎn)生同樣電量的太陽能電站所需占地面積可能是火力發(fā)電站占地面積的幾十倍。此外，為了避免天氣對(duì)太陽能利用的干擾，就需要龐大的蓄能系統(tǒng)。目前來說，這都是發(fā)展太陽能的瓶頸。

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