中国要建空间太阳能电站,有哪些难点?(2)

2021-08-18 15:00     观察者网

尽管空间太阳能电站的设想最早由美国提出,但目前只有中国正在建设基地进行地面验证,而且重庆和西安两个基地也是在经过十几年的研讨和论证后才真正开工,凸显出空间太阳能电站的建设难度。

观察者网梳理发现,要真正建成被称为“太空三峡”的空间太阳能电站,目前还有诸多难题待解。

首先,大功率、远距离无线传能技术是必须跨越的难关,而且波束要指向规定的接收口径,让误差尽可能缩小;其次,比空间站重的多的电站组件,要被发射到3.6万公里高度的地球同步轨道上,并且完成在轨组装;第三;重型火箭密集发射将带来巨大的成本问题;第四,电站在太空中长期运行的安全问题,以及向地面传输辐射对生态、生物体会造成多大影响;此外,电站建设对新材料、高效能量转化器件、超大型航天器结构及控制技术等都提出挑战。

不过,虽然困难重重,但支持建设电站的科学家仍保持乐观。今年5月,中科院院士葛昌纯撰文指出,可控核聚变目前仍处于基础科学研究有待突破的阶段,而空间太阳能电站不存在基础科学问题,虽然工程规模巨大,但相关技术经过持续研发是能够在一定时间内取得重要突破的。空间太阳能电站的发展将极大地带动低成本运载、空间大规模建造等空间前沿技术的跨越式发展。

空间太阳能电站概念图 图片来源:《中国科学报》

“雾都”中的空间太阳能电站实验基地

自1969年世界上第一座太阳能发电站在法国建成,人类掌握太阳能发电技术已超过60年。但目前太阳能在地面的利用效率并不高,因为太阳辐射在穿越大气层时,可能遭遇云、雾、雨、雪等各种天气,能量密度波动较大,很不稳定。

例如,位于中国西南部的直辖市——重庆,受地理环境影响,年平均雾日为104天,素有“雾都”之称。而位于重庆西部的璧山区云雾山全年雾日多达204天,堪称“世界之最”。

在这样的地方进行太阳能发电,显然不是明智之举。

但很快,重庆将拥有一项关于“太阳能革命性技术”的实验设施。6月20日,重庆市政府网站发布消息称,全国首个空间太阳能电站实验基地在璧山区正式开工建设(下称:璧山基地),该基地将重点进行空间太阳能发电站、无线微波传能以及空间信息网等技术的前期演示模拟与验证等。

今日关注
更多