空间太阳能电站概念图。 受访者供图

期待已久的碧山空间太阳能电站实验基地（以下简称碧山基地），杨世忠院士中国工程院院士，重庆大学教授。 ) 施工终于开始了。团队核心专家、重庆大学微电子与通信工程学院教授钟元昌告诉中国科学报，基地预计年底建成，相关测试将于明年正式开始年。早期，他们在300米高空进行了能量传输实验。

据报道，目前只有中国、美国、日本等少数几个国家真正开展了太空太阳能电站的地面核查。在我国，除了杨世忠团队外，中国工程院院士、西安电子科技大学教授段宝彦团队也在紧锣密鼓地开展相关实验。

在太空建造太阳能发电站听起来很科幻，但现实也不容易。

在象山科学大会上，中科院王希吉院士将空间太阳能电站系统所需的关键技术概括为“聚、散、建”。然而，每一项关键技术的攻关难度都极大，以至于专家学者纷纷呼吁，空间太阳能电站的建设只是一个概念。

第一阶段的第一步

其实留给我们专家组的时间已经不多了。

早在2010年8月，在中国空间技术研究院举办的空间太阳能电站技术研讨会上，12位院士和百余位相关领域专家提出了空间发展路线图。我国的太阳能发电厂。

根据路线图，我国将在2030年开始建设兆瓦级小型空间太阳能试验电站，到2050年具备建设千兆瓦级商业空间太阳能电站的能力。第一阶段是具体分为三个步骤。首先进行关键技术的地面和浮空器试验验证，其次是高空超高压发电和传输的验证，最后是空间无线能量传输试验。

目前杨世忠和段宝燕团队的工作正处于第一阶段的第一步。

钟元昌向中国科学报介绍，前者依靠高空气球先搭建漂浮平台，然后进行微波传输原理实验和关键技术探索。

考虑到目前的技术水平和条件有限，杨世忠团队在36000公里的同步轨道上直接进行测试是不现实的，所以他们首先在平流层建立了一个简单的太阳能发电站。按照它的计划，第一步是将气球放置在300米的低空进行测试；下一步是将气球升至2公里的高度；最后，气球平台将升入平流层，建立平流层太阳能发电站。平流层中的太阳能收集和储存能量，并使用微波和激光为无人机充电并为地面提供应急电源。

后者是一种基于球线聚焦原理的聚光方案。西安电子科技大学校园内，一座巨大的三角塔拔地而起。在塔的中央，有四个半球形的聚光器，距离地面55米，每个直径约6.7米。当太阳光照射到球面反射面时，会聚在一个固定的聚光区，然后通过太阳能电池产生直流电，再转化为微波，通过发射天线传到地面。

“虽然路线不同，但目的是测试微波传输原理及相关关键技术。”钟元昌说道。

值得一提的是，两个团队的项目于2018年12月同时启动。其中，西安电子科技大学空间太阳能电站系统项目被命名为“日常工程”。据媒体报道，璧山基地项目被誉为全国首个空间太阳能电站实验基地； “日常工程”号称全球首个太阳能电站地面验证中心。

仅仅是一个概念吗？

事实上，中国并不是唯一一个研究空间太阳能发电厂建设的国家。这一概念最早由美国科学家于1968年提出，所谓太空太阳能发电站，就是在太空中将太阳能转化为电能，通过无线能量传输传输到地面的电力系统。

之所以提出建设太空太阳能电站，钟元昌分析，正是因为对清洁新能源的需求越来越迫切。然而，在清洁新能源中，核能因其风险高而备受争议，风电和水电的稳定性会受到季节和地理位置的影响。由于太阳能的巨大数量及其取之不尽的优势，太阳能可以成为未来能源供应的支柱。

“与地面太阳能发电站相比，空间太阳能发电站不受大气衰减、昼夜季节性变化和地理位置的影响。”杨世忠进一步解释说，在西北地区，一平方米太阳能电池可发电0.4千瓦，而在日照较少的重庆，仅发电0.1千瓦。但在距地球表面约 36,000 公里的地球同步轨道上，发电量可达 10 至 14 千瓦。

早在1970年代和1990年代，世界上就发生过几次能源危机。美国随后开始资助太空太阳能发电厂的研究项目，并提出了一些建议。日本从1980年代开始研究，计划在2030年完成1GW商用操作系统的技术电路图。

段宝燕设想太空太阳能电站可以成为轨道上的“太空充电桩”在未来。他指出，目前中小卫星需要携带太阳能电池板进行充电，但其效率较低，因为当卫星旋转到地球阴影时，无法充电。如果有“太空充电桩”，卫星就不再需要太阳能电池板，只需要增加一个新的接收天线，充电时飞过来，充满电后飞回。 “这就像一个加油站。”段宝艳描述道。

文章来源：《电站系统工程》 网址: http://www.dzxtgczz.cn/zonghexinwen/2021/0821/592.html