王立 成正爱 张兴华 侯欣宾 刘宇飞 （钱学森空间技术实验室）

空间太阳能电站发展展望

Development of Solar Power Satellite

王立 成正爱 张兴华 侯欣宾 刘宇飞 （钱学森空间技术实验室）

1 前言

可再生清洁能源是人类社会赖以生存和持续发展的主要物质基础。21世纪以来，经济飞速发展带来的能源、环境问题日益严重，寻求新的清洁能源逐步替代传统化石能源已成为全世界的共识。然而，地面太阳能、风能、水能、核能、海洋能、地热能和生物能等新能源都存在能量不稳定、能量总量受限等问题，还难以大规模替代传统化石能源的地位。

空间太阳能电站（SPS），也称天基太阳能电站（SBSP），是指在空间将太阳能转化为电能，再通过无线能量传输方式传输到地面的电力系统。空间太阳能电站在空间利用太阳能，不受季节、昼夜变化等的影响，接收的能量密度高，约为1353W/m2，是地面平均光照功率的7～12倍。同时，也基本不受大气的影响，可以稳定地将能量传输到地面，非常适合于太阳能的大规模开发利用。在地球同步轨道，99%的时间内可以稳定接收太阳辐射，向地面固定区域进行稳定的能量传输。

目前，国际上空间太阳能电站尚处于研发阶段，由于其工程规模及技术难度巨大，美国有智库称之为航天领域的“曼哈顿工程”。空间太阳能电站也是一项庞大的创新性系统工程，将带动众多基础技术领域的创新发展，包括材料、微电子、电气、微波、激光、机器人等。近年来，太阳电池效率、微波转化效率以及相关的空间技术取得了很大进步，为空间太阳能电站的研发奠定了良好的基础。……