太陽(yáng)能發(fā)電有一個(gè)無(wú)法解決的問(wèn)題，那就是一天平均的日照時(shí)間只有8小時(shí)。但在太空中的陽(yáng)光終年照射，如果能將太空中的太陽(yáng)能導(dǎo)向地面，難道不是大力推進(jìn)了太陽(yáng)能的使用效率了嗎？太空發(fā)電的設(shè)想首次出現(xiàn)于1941年，由科幻小說(shuō)家伊薩克·艾西莫夫在短篇小說(shuō)《理性》（Reason）中引入這個(gè)構(gòu)想，之后被美國(guó)航天工程師彼得·格拉澤作為科學(xué)概念提出。（編按：艾西莫夫也是首次提出機(jī)器人三大法則的人，現(xiàn)實(shí)中許多的科技也真的源自于科幻小說(shuō)的構(gòu)想）

直到2009年，加州的新興企業(yè)Solaren公司啟動(dòng)宇宙太陽(yáng)能方案，這一概念才真正為能源業(yè)界重視。Solaren與太平洋燃?xì)怆娏竞炗嗁?gòu)買未來(lái)太空發(fā)電項(xiàng)目200MW電力的合約。如果計(jì)劃成功，這將是第一次落實(shí)太空太陽(yáng)能發(fā)電計(jì)劃。2011年，國(guó)際宇航科學(xué)院發(fā)表的一篇報(bào)告指出，世界各國(guó)科學(xué)家相信太空太陽(yáng)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(bào)告的結(jié)論是，采集太陽(yáng)能并返照地球的技術(shù)的可能性將在十年內(nèi)出現(xiàn)。

如今太空發(fā)電又再一次受到各方關(guān)注，在2012年2月舉行的美國(guó)能源部主辦的第三屆能源先進(jìn)研究計(jì)劃署（ARPA-E）能源創(chuàng)新峰會(huì)上，太空發(fā)電被號(hào)稱是一個(gè)有可能在未來(lái)實(shí)現(xiàn)的突破性發(fā)展的技術(shù)。

太陽(yáng)能太空發(fā)電

早在2007年，美國(guó)國(guó)家安全空間辦公室作出結(jié)論，由于太陽(yáng)能電池和建設(shè)太空設(shè)備的機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步，太空太陽(yáng)能發(fā)電已具有技術(shù)可行性。但對(duì)私人公司而言，這一技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)于昂貴。因此，政府建議太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)首先用于軍事中的前線基地而不是公共事業(yè)，因?yàn)檐婈?duì)更舍得為這種規(guī)模的訂單花錢。不過(guò)，，私人公司也持續(xù)關(guān)注著太空發(fā)電的可能性。

宇宙發(fā)電衛(wèi)星

2009年，加州的Solaren公司推出了宇宙衛(wèi)星發(fā)電項(xiàng)目，基本工作原理就如2007年美國(guó)政府報(bào)告所勾勒的那樣，這構(gòu)想是發(fā)射一組太陽(yáng)能發(fā)電繞地衛(wèi)星，透過(guò)衛(wèi)星，電力將會(huì)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化成可用電力，然后通過(guò)現(xiàn)有的傳輸線路送達(dá)客戶。

于太空發(fā)電的吸引力主要來(lái)自其高率效性，因?yàn)榭臻gPV太陽(yáng)能電板不受大氣過(guò)濾效應(yīng)影響，能夠全天24小時(shí)工作。世界輻射中心估計(jì)在太空采集的太陽(yáng)能比地球表面采集量多144%。美國(guó)國(guó)家安全空間辦公室的2007年報(bào)告也估算到一公里長(zhǎng)的空間PV太陽(yáng)能電板每年能夠聚集“相當(dāng)于如今地球上所有已知可采常規(guī)石油儲(chǔ)量蘊(yùn)含的能量”。

如今，Solaren的計(jì)劃仍然在尋求投資者，不過(guò)該技術(shù)已經(jīng)在2012年2月的能源先進(jìn)研究計(jì)劃署能源創(chuàng)新峰會(huì)上被視為最有希望實(shí)現(xiàn)的科技了。

太空電?發(fā)電

另一個(gè)太空發(fā)電的設(shè)想無(wú)需繞地衛(wèi)星，但仍然需要使用系纜氣球樣裝置在遠(yuǎn)離地表的高空采集太陽(yáng)能。2010年由一組志愿工程師和科學(xué)家建立的StratoSolar擁有一項(xiàng)創(chuàng)新的PV發(fā)電風(fēng)箏系統(tǒng)專利。他們提出將裝有PV太陽(yáng)能板陣列的剛性浮力平臺(tái)像風(fēng)箏一樣永久固定在高20km的平流層。PV發(fā)電風(fēng)箏會(huì)采集陽(yáng)光，然后通過(guò)連接風(fēng)箏的高壓纜線傳輸?shù)降孛婊驹俜峙涞诫娋W(wǎng)中去。

盡管成本會(huì)高于地面PV設(shè)施，StratoSolar確信將電纜PV太陽(yáng)能板放入終年重云密布的平流層上發(fā)電十分有優(yōu)勢(shì)，云層之上將能夠更大規(guī)模地利用太陽(yáng)能。這也可暫時(shí)應(yīng)用于偏遠(yuǎn)地區(qū)或沒(méi)有可供大型PV陣列安裝地面的地區(qū)。

結(jié)論

在太空中發(fā)電，在地球上使用，人類早就有這種想法，卻從未嘗試過(guò)，主要原因是成本過(guò)于昂貴。但太陽(yáng)能發(fā)電衛(wèi)星幾乎能無(wú)間斷發(fā)電，地面安裝的PV系統(tǒng)只能用四分之一的時(shí)間發(fā)電，加上在多云天和夜間就毫無(wú)作用。

然而，由于技術(shù)壁壘，2007年的美國(guó)政府報(bào)告建議政府應(yīng)當(dāng)建立試點(diǎn)項(xiàng)目，因?yàn)橹挥姓拍芴峁┍匦璧馁Y源。但2011年NASA削減財(cái)政預(yù)算，將美國(guó)太空項(xiàng)目劃入私人公司領(lǐng)域。如今，太空項(xiàng)目的啟動(dòng)不得不依賴如Space X Falcon等新興的太空開(kāi)發(fā)商或者其他國(guó)家的太空項(xiàng)目。進(jìn)入太空后，一旦出現(xiàn)故障，維修問(wèn)題可不像過(guò)去NASA宇航員修理太空望遠(yuǎn)鏡那么簡(jiǎn)單。

即使Solaren這樣的公司能夠籌集大筆資金進(jìn)行太空發(fā)射及建設(shè)發(fā)射所需的安全基礎(chǔ)設(shè)施，也會(huì)因?yàn)橛凶鳛槲淦魇褂玫目赡芏獾礁鲊?guó)政府的反對(duì)。據(jù)2007年美國(guó)政府報(bào)告稱，“為了開(kāi)發(fā)太空太陽(yáng)能必須達(dá)成的任何國(guó)際法律和政策協(xié)議都很復(fù)雜，需要耗費(fèi)大量時(shí)間。”