空間太陽能電站涉及機(jī)械、航天等數(shù)十個(gè)領(lǐng)域，是一個(gè)巨型系統(tǒng)工程，其實(shí)際規(guī)模將會(huì)超過美國已經(jīng)實(shí)施的“阿波羅計(jì)劃”，能帶動(dòng)大批從事基礎(chǔ)和工程技術(shù)研究的高素質(zhì)人才培養(yǎng)，并有望引發(fā)一場新技術(shù)革命。
面對(duì)日漸緊迫的能源危機(jī)，以及使用化石能源導(dǎo)致的溫室效應(yīng)、環(huán)境污染等問題，世界各國都在積極尋找方便、清潔的新能源。綜合考慮安全因素及使用條件，太陽能將是解決能源問題的根本出路，而發(fā)展空間太陽能電站則是高效利用太陽能的有效途徑之一。
建設(shè)空間太陽能電站的重要戰(zhàn)略意義
空間太陽能電站是指將地球靜止同步軌道上的太陽能，通過新的工程技術(shù)手段進(jìn)行有效采集，并傳輸?shù)降孛孓D(zhuǎn)換成電能供使用的系統(tǒng)。理論上，地球靜止同步軌道上1公里寬的電池帶，每年產(chǎn)能約為21太瓦，預(yù)計(jì)到2050年，人類社會(huì)每年對(duì)能源的總需求約為50太瓦。
太陽能在地面上就可以利用，為什么要建設(shè)空間太陽能電站？
從產(chǎn)能效率來說，在地球靜止軌道上，每平方米可接收太陽能約為1400瓦，且除春分和秋分以外，太陽輻射強(qiáng)度基本不受時(shí)間和空間限制；而在地面上，由于大氣的吸收和散射，以及季節(jié)、晝夜等變化，到達(dá)地面的太陽輻射量每平方米約為140瓦。因此，一旦我們能夠攻克空間太陽能發(fā)電技術(shù)，就有望逐步解決人類社會(huì)的能源危機(jī)，而且太陽能可以說是“取之不盡，用之不竭”的清潔可持續(xù)能源。
從技術(shù)發(fā)展看，空間太陽能電站作為一個(gè)大型空間和能源工程，可以為國家提供巨大的可再生能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備，并可以發(fā)展成為一個(gè)重要的產(chǎn)業(yè)，對(duì)于保障國家的能源獨(dú)立和國家安全，維持社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展意義重大。同時(shí)，由于空間太陽能電站系統(tǒng)規(guī)模巨大，深入研究空間太陽能電站相關(guān)技術(shù)，對(duì)航天、能源、材料、微波和激光等諸多相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展也具有重要的作用。
更為重要的是，未來我國能源需求仍將持續(xù)強(qiáng)勁增長，而太陽能雖然是可持續(xù)性能源，但地球同步軌道卻是有限的，不管誰占了先機(jī)，后來者再發(fā)展會(huì)有很大困難?？梢姡_展空間太陽能電站研究，是事關(guān)國家政治、經(jīng)濟(jì)和安全的重大戰(zhàn)略問題。
發(fā)達(dá)國家空間太陽能電站研究進(jìn)展
傳統(tǒng)意義上空間太陽能電站的構(gòu)想，是由美國科學(xué)家彼得·格拉賽于1968年首次提出，國際上對(duì)此研究已超過40年，其間由于關(guān)鍵技術(shù)難以突破、需要投入巨額資金等問題，研發(fā)工作曾一度停滯。近年，由于地球化石能源危機(jī)凸顯，以美、日和歐洲為主的發(fā)達(dá)國家又重新投入資金和人力，開展空間太陽能電站關(guān)鍵技術(shù)研究。
2007年4月，美國國家安全空間辦公室成立了空間太陽能發(fā)電站研究組。2012年，在美國國家航空航天局創(chuàng)新型先進(jìn)概念的支持下，研究人員提出了“任意大型相控陣空間太陽能電站”項(xiàng)目，這是目前最新的建設(shè)方案。
根據(jù)規(guī)劃，美國空間太陽能電站的重點(diǎn)研究方向，包括整體構(gòu)型、聚光鏡、空間發(fā)電技術(shù)、無線能量傳輸技術(shù)、電力傳輸與管理技術(shù)、熱管理與熱材料技術(shù)、先進(jìn)運(yùn)輸技術(shù)等，未來將通過分階段開展不同功率級(jí)別的系統(tǒng)驗(yàn)證，最終實(shí)現(xiàn)功率吉瓦（GW）級(jí)以上的商業(yè)化運(yùn)行系統(tǒng)。
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