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作者：D.A. Barber，EnergyTrend 太陽能發電有一個無法解決的問題，那就是一天平均的日照時間只有8小時。但在太空中的陽光終年照射，如果能將太空中的太陽能導向地面，難道不是大力推進了太陽能的使用效率了嗎？太空發電的設想首次出現于1941年，由科幻小說家Isaac Asimov在短篇小說《理性》(Reason)中引入這個構想，之后被美國航天工程師Peter Glaser作為科學概念提出(編按：Asimov也是首次提出機器人三大法則的人，現實中許多的科技也真的源自于科幻小說的構想)。 直到2009年，加州的新興企業Solaren公司啟動宇宙太陽能方案，這一概念才真正為能源業界重視。Solaren與太平洋燃氣電力公司簽訂購買未來太空發電項目200MW電力的合約。如果計劃成功，這將是第一次落實太空太陽能發電計劃。2011年，國際宇航科學院發表的一篇報告指出，世界各國科學家相信太空太陽能可以成為滿足世界能源需求的富有成本效益的方法。該報告的結論是，采集太陽能并返照地球的技術的可能性將在十年內出現。 如今太空發電又再一次受到各方關注，在2012年2月舉行的美國能源部主辦的第三屆能源先進研究計劃署(ARPA-E)能源創新峰會上，太空發電被號稱是一個有可能在未來實現的突破性發展的技術。 太陽能太空發電 早在2007年，美國國家安全空間辦公室作出結論，由于太陽能電池和建設太空設備的機器人技術的進步，太空太陽能發電已具有技術可行性。但對私人公司而言，這一技術設計過于昂貴。因此，政府建議太陽能發電系統應當首先用于軍事中的前線基地而不是公共事業，因為軍隊更舍得為這種規模的訂單花錢。不過，私人公司也持續關注著太空發電的可能性。 宇宙發電衛星 2009年，加州的Solaren公司推出了宇宙衛星發電項目，基本工作原理就如2007年美國政府報告所勾勒的那樣，這構想是發射一組太陽能發電繞地衛星，透過衛星，電力將會轉化成適用于穿透地球大氣層的傳輸短波，頻率約在2.45或5.8 GHz左右，由地面基站接收。短波束繼而轉化成可用電力，然后通過現有的傳輸線路送達客戶。 于太空發電的吸引力主要來自其高率效性，因為空間PV太陽能電板不受大氣過濾效應影響，能夠全天24小時工作。世界輻射中心估計在太空采集的太陽能比地球表面采集量多144%。美國國家安全空間辦公室的2007年報告也估算到一公里長的空間PV太陽能電板每年能夠聚集“相當于如今地球上所有已知可采常規石油儲量蘊含的能量”。 如今，Solaren的計劃仍然在尋求投資者，不過該技術已經在2012年2月的能源先進研究計劃署能源創新峰會上被視為最有希望實現的科技了。 太空“風箏”發電 另一個太空發電的設想無需繞地衛星，但仍然需要使用系纜氣球樣裝置在遠離地表的高空采集太陽能。2010年由一組志愿工程師和科學家建立的StratoSolar擁有一項創新的PV發電風箏系統專利。他們提出將裝有PV太陽能板陣列的剛性浮力平臺像風箏一樣永久固定在高20km的平流層。PV發電風箏會采集陽光，然后通過連接風箏的高壓纜線傳輸到地面基站再分配到電網中去。 盡管成本會高于地面PV設施，StratoSolar確信將電纜PV太陽能板放入終年重云密布的平流層上發電十分有優勢，云層之上將能夠更大規模地利用太陽能。這也可暫時應用于偏遠地區或沒有可供大型PV陣列安裝地面的地區。 結論 在太空中發電，在地球上使用，人類早就有這種想法，卻從未嘗試過，主要原因是成本過于昂貴。但太陽能發電衛星幾乎能無間斷發電，地面安裝的PV系統只能用四分之一的時間發電，加上在多云天和夜間就毫無作用。 然而，由于技術壁壘，2007年的美國政府報告建議政府應當建立試點項目，因為只有政府才能提供必需的資源。但2011年NASA削減財政預算，將美國太空項目劃入私人公司領域。如今，太空項目的啟動不得不依賴如Space X Falcon等新興的太空開發商或者其他國家的太空項目。進入太空后，一旦出現故障，維修問題可不像過去NASA宇航員修理太空望遠鏡那么簡單。 即使Solaren這樣的公司能夠籌集大筆資金進行太空發射及建設發射所需的安全基礎設施，也會因為有作為武.器使用的可能而遭到各國政府的反對。據2007年美國政府報告稱，“為了開發太空太陽能必須達成的任何國際法律和政策協議都很復雜，需要耗費大量時間。” |
