2025年7月,中國在重慶市璧山區(qū)宣布,“逐日工程”取得重大階段性成果——全球首個全鏈路空間太陽能電站地面驗證系統(tǒng)成功運行,標志著人類向“太空取能”邁出實質(zhì)性一步。
空間太陽能電站(Space Solar Power Station, SSPS)是一種在地球軌道上收集太陽能、通過微波或激光無線傳輸回地面的清潔能源(http://www.weberwork.com/sell/l_34/)系統(tǒng)。由于不受晝夜、天氣和大氣吸收影響,其發(fā)電效率是地面光伏的5–10倍,且可實現(xiàn)24小時穩(wěn)定供電。
“逐日工程”由西安電子(http://www.weberwork.com/sell/l_23/)科技大學段寶巖院士團隊主導,采用“分段式靈巧結(jié)構(gòu)”設(shè)計,模擬了從太空發(fā)電、能量轉(zhuǎn)換到地面接收的完整流程。實驗中,微波束精準投射至1.5公里外的整流天線,電能轉(zhuǎn)換效率達8.5%,為全球最高水平。
技術(shù)難點在于:如何在太空中建造數(shù)平方公里的巨型光伏陣列?如何將電能高效轉(zhuǎn)化為微波并精準瞄準地面接收站?如何確保傳輸過程對航空、生態(tài)無干擾?中國團隊通過輕量化可展開結(jié)構(gòu)、相控陣天線與AI波束控制技術(shù),逐步攻克這些難題。
日本、美國、歐洲也在推進類似計劃。日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)(JAXA)計劃2030年前發(fā)射試驗衛(wèi)星;美國空軍研究實驗室(AFRL)已開展“微波功率傳輸”在軌測試。
一旦成功,空間太陽能電站將徹底改變能源格局。單座電站裝機容量可達5吉瓦,相當于一座大型核電站,且零碳排放。未來可為偏遠地區(qū)、海島、災(zāi)區(qū)甚至月球基地供電。
專家預測,2040年前后,首座兆瓦級空間太陽能電站有望升空。這不僅是能源革命,更是人類邁向“太空文明”的重要標志。