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如果太空收集太陽能實(shí)現(xiàn)了，

人類將獲得取之不盡的能源……

未來還需要節(jié)能嗎？

勝利中學(xué) 宋瑞

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。

在地球位于日地平均距離處時(shí)，地球大氣上界垂直于太陽光線的單位面積在單位時(shí)間內(nèi)所受到的太陽輻射的全譜總能量，稱為太陽常數(shù)。太陽常數(shù)的常用單位為瓦/米2。因觀測方法和技術(shù)不同，得到的太陽常數(shù)值不同。太陽常數(shù)值是1368瓦/米2 。

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。

太空是收集太陽能的理想之地，擁有巨大優(yōu)勢。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。

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)?，因而成本低?/p>

通過微波傳輸，在地面還需要一個(gè)擁有巨大接收天線的儲(chǔ)能電站，占地至少幾公里到幾十公里，并且需要建在沙漠或海洋等無人區(qū)域，才能最終通過儲(chǔ)能電站傳輸給地面用戶。

目前無線傳輸研究比較多的就是微波傳輸，第二種是近距離電磁感應(yīng)，第三種是諧振。想要實(shí)現(xiàn)從太空到地面的傳輸，微波是最理想的方式，因?yàn)樗膫鬏斁嚯x最遠(yuǎn)。近距離電磁感應(yīng)的傳輸單位是毫米到厘米，而諧振的傳輸單位也只能到米。

微波的理想頻率為2.45GH（千兆赫）或5.8GH，這兩個(gè)波段都處于紅外線與FM/AM無線電信號(hào)之間，最容易穿透大氣層。微波最大的問題是傳播效率低，大概只有10%左右。

除了技術(shù)方面的瓶頸，微波對環(huán)境的影響，恐怕也是太空向地面?zhèn)鬏斈芰康囊粋€(gè)障礙。在微波的傳輸通道上，不能有生物存在。因此，接收微波的電站必須建在一個(gè)無人區(qū)，包括空中也要避開航空活動(dòng)。條件十分苛刻。