2017年，中國向可再生能源投資1259億美元，幾乎占全球總量的一半，因為該國希望通過地球的風和水來滿足其巨大的能源需求。然而，也許它最雄心勃勃的項目根本不在地球上，而是在太空中，科學家們的目標是發(fā)射一個“太陽能空間站”，它可以吸收太陽光線，將它們轉換成電能，并將它們發(fā)射回地球。

該項目面臨著許多技術和后勤方面的挑戰(zhàn)，但具有明顯的潛力和重要的財政支持，開發(fā)商希望在本世紀中葉完成世界上第一個外太空太陽能站。

軌道太陽能發(fā)電過程

這個過程在理論上很簡單。太空中的發(fā)電裝置將太陽能轉換成電能，就像太陽能電池板在地球上所做的那樣。然后，該裝置將能量轉換成微波或激光，以回射到地球上的接收站，接收站然后將傳輸轉換回電能并將其直接傳送到電網。

建議的電臺將繞地球22,000英里的軌道運行，并提供恒定的能量供應，99%的時間收集和返回能量，因為太陽的光線不會被氣體攔截或阻擋，就像30%的光線一樣當它們穿過地球的大氣層時，太陽能電池板在地球上，不受日夜或季節(jié)變化的影響。該項目將滿足中國的關鍵能源需求，自2011年以來，中國消耗的煤炭數量超過世界其他地區(qū)。近年來，該國在可再生能源方面投入了大量資金，2014年成為世界水電領域的領導者。在千禧年的前15年，其水力發(fā)電能力達到408%。

在1000米處進行測試

重慶大學，西安電子科技大學和中國空間技術研究院西安分院的研究人員正在重慶開發(fā)一個測試設施。該項目獲得了1500萬美元的資金，兩年多的時間內將發(fā)現6個系留氣球，海拔高度為1公里。氣球將相互連接并與地面相連，并配有太陽能電池板，用于捕獲太陽光線，將它們轉換成微波，并將它們發(fā)射到地球。測試項目與計劃的最終項目相同，但規(guī)模要小得多。

該團隊計劃在未來十年內完成其電力傳輸測試，然后在2030年之前完成一個更大的測試設施，一個將被發(fā)送到太空并能夠轉移能源元件的測試設施。這將與政府的計劃相吻合。中國20%的能源來自非化石燃料。中國隨后計劃在2050年之前建造一個商業(yè)空間站。

技術和后勤方面的挑戰(zhàn)

任何這種規(guī)模的項目都面臨著許多技術挑戰(zhàn)，而這個計劃的主要困難之一就是讓站點開始進入軌道。該站預計重達1,000噸，是國際空間站重量的兩倍多。研究人員正在探索從地球發(fā)射這種技術的許多替代方案，包括向空間發(fā)送一個單獨的設施，使用3D打印技術構建機器人，然后在太空中直接建造工作站。

研究人員還必須決定是否使用激光或微波將能量轉移回地球。雖然激光可以在距離地球僅250英里的軌道上運行，但它們的生產成本約為5億美元，而每顆衛(wèi)星僅能發(fā)射不到10兆瓦的激光，這使得它們成為效率低下的解決方案。微波爐可以傳輸更多的能量，但需要距離地球約22,000英里，引起人們對該站遠離地球的方式的擔憂，并引起人們對在軌道上進行管理幾乎不可能的擔憂。

由于測試目前只能傳輸超過100米的能量，科學家們還有很多工作要做，以實現這一崇高的目標。