鑒于太陽一直存在于太空中，太空太陽能發(fā)電被視為最為可靠的可再生能源。

“你不必應對晝夜周期,你不必應付云層或季節(jié)變化，所以相比于現(xiàn)有的地面太陽能，你有8到9倍的能源可用,”加州理工學院電氣工程系教授阿里·哈吉米利(Ali Hajimiri)如是指出。其也是該太空太陽能項目負責人。

當然，開發(fā)捕獲和傳輸太陽能所需的硬件設備，以及將該系統(tǒng)發(fā)射到太空不僅困難重重且非常昂貴。但中國正在大步前進，據(jù)報道中國正在西南部城市重慶建設一個試驗設施，從而研究將太陽能從軌道傳輸會地面的最佳方式。

利用太空太陽能作為可靠可再生能源的想法并不是什么新鮮事。這一概念最早出現(xiàn)在上世紀70年代，但相關研究進展并不大，很大程度上是因為人們普遍認為技術(shù)要求過于復雜。但隨著無線傳輸技術(shù)的進步以及光伏電池設計和能量轉(zhuǎn)換效率的提高，這種情況似乎正在發(fā)生改變。

“我們現(xiàn)在看到了一些復蘇跡象，這可能是因為有了新技術(shù)，實現(xiàn)這一目標的基礎已經(jīng)存在，”物理學家約翰·曼金斯(John Mankins)表示。

據(jù)曼金斯說，人口增長可能是推動人們對太空太陽能重新點燃興趣的另一個因素。到2050年，世界人口預計將增長至90億，專家們說，太空太陽能可能會成為滿足全球能源需求的一個關鍵途徑，尤其是在日本、北歐和世界其他光照不太充足的地區(qū)。

他說:“展望未來50年，能源需求將是巨大的。“如果你能在陽光普照的地方收獲太陽能，并在不干擾地球的前提下將其傳輸出去——當然你還需要以一個負擔得起的價格做到這一切——那么你就贏了。”

讓其成為現(xiàn)實

中國實驗的細節(jié)尚未公布，但曼金斯表示，在太空利用太陽能的一種方法是發(fā)射數(shù)萬顆“太陽能衛(wèi)星”，這些衛(wèi)星將彼此聯(lián)系起來，形成一個巨大的錐形結(jié)構(gòu)，在地球上空約2.2萬英里的軌道上運行。

這些衛(wèi)星將用太陽能電池板也就是光伏板覆蓋，光伏板將陽光轉(zhuǎn)化為電能，電能將被衛(wèi)星轉(zhuǎn)化為微波，并無線發(fā)送到地面接收器，比如說一種直徑可達4英里的巨型鐵絲網(wǎng)。這些地面接收設備可以安裝在湖泊、沙漠或農(nóng)田上。

曼金斯估計，這樣一個太陽能設施可以源源不斷地產(chǎn)生2000千兆瓦的電力。相比之下，最大的地面太陽能發(fā)電場只能產(chǎn)生大約1.8千兆瓦。

這聽起來似乎很有希望。但專家警告說，仍然有很多障礙需要克服，其中包括目前需要找到一種減輕太陽能電池板重量的方法。

加州理工學院科學家特里·格杜托斯(Terry Gdoutos)說:“目前最先進的光電技術(shù)的轉(zhuǎn)換效率可能是30%。”格杜托斯與哈吉米利一起從事太空太陽能研究，“最大的挑戰(zhàn)是在不犧牲效率的前提下降低太陽能發(fā)電板的質(zhì)量。”

加州理工學院研究團隊最近制造一對超輕光伏板模型，證明它們可以收集并無線傳輸10千兆赫的電能。格杜托斯指出，這些模型成功完成了太陽能發(fā)電衛(wèi)星在太空中需要完成的所有功能，他和同事們現(xiàn)在正在探索進一步減輕太陽能發(fā)電板重量的方法。

未來道路

目前中國還沒有透露將在太空太陽能發(fā)電場建設上投入多少資金。曼金斯說，即使是為了驗證各種技術(shù)的小規(guī)模試驗，也可能至少要花費1.5億美元。

盡管價格高昂，曼金斯仍然是太空太陽能發(fā)電的堅定擁護者。

他說:“地面太陽能是一種奇妙的東西，我們將永遠擁有地面太陽能。”“在很多地方，屋頂太陽能棒極了，但世界上很多地方都不像亞利桑那州。數(shù)百萬人生活在大型地面太陽能電池陣列產(chǎn)出并不經(jīng)濟的地方。”

曼金斯對該領域的最新進展表示歡迎，并表示他熱切希望追隨中國的新舉措。“中國的研究興趣真的很驚人，”他說。“15年前，他們在這個領域完全不存在。現(xiàn)在他們正處于強有力的領導地位。”