12月23日上午，“空間太陽(yáng)能電站系統(tǒng)項(xiàng)目”啟動(dòng)儀式暨高峰論壇在西安電子科技大學(xué)北校區(qū)舉行。全球首個(gè)全系統(tǒng)、全鏈路太陽(yáng)能電站地面驗(yàn)證中心將落地西安。

　　陜西省副省長(zhǎng)趙剛出席啟動(dòng)儀式并發(fā)表講話。重慶大學(xué)楊士中院士、西安交通大學(xué)盧秉恒院士、國(guó)防科工局探月中心總設(shè)計(jì)師吳偉仁院士、西安電子科技大學(xué)段寶巖院士等出席啟動(dòng)儀式。

　　啟動(dòng)儀式上，段寶巖院士就該項(xiàng)目承擔(dān)的研究?jī)?nèi)容、關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)、技術(shù)指標(biāo)及成果等內(nèi)容進(jìn)行了匯報(bào)。西電“空間太陽(yáng)能電站系統(tǒng)”陜西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、“空間太陽(yáng)能電站系統(tǒng)”交叉研究中心在儀式上揭牌。

　　西安電子科技大學(xué)副校長(zhǎng)李建東與西安市經(jīng)開(kāi)區(qū)管委會(huì)主任錢(qián)虎威共同簽署西安電子科技大學(xué)與西安經(jīng)開(kāi)區(qū)管委會(huì)合作共建“逐日工程”的協(xié)議。經(jīng)開(kāi)區(qū)將支持西電在經(jīng)開(kāi)區(qū)建設(shè)空間太陽(yáng)能電站系統(tǒng)研究基地，包含空間太陽(yáng)能電站系統(tǒng)地面驗(yàn)證中心、空間太陽(yáng)能電站系統(tǒng)研究創(chuàng)新中心和空間太陽(yáng)能電站系統(tǒng)成果轉(zhuǎn)化中心等，開(kāi)展空間太陽(yáng)能電站地面驗(yàn)證系統(tǒng)研發(fā)工作。

　　太空可接收的太陽(yáng)能是地面10倍

　　如果聚光比達(dá)到10，就是地球100倍

　　段寶巖院士介紹，據(jù)國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，煤炭還能用110多年，化石燃料(石油和天然氣)還能用五六十年。為此，需要人類(lèi)抓緊尋找可持續(xù)、無(wú)污染、低成本的替代能源。地面每平方米可以接收140瓦的太陽(yáng)能，而太空每平方米可以接收1400瓦。如果聚光比達(dá)到10的話，就是地球的100倍。而太陽(yáng)壽命還有50億年，太陽(yáng)到達(dá)地球的能量?jī)H為太陽(yáng)發(fā)出能量的16億分之一，有很多能量我們還沒(méi)有使用。

　　美國(guó)、日本、歐洲都已提出了自己的方案并進(jìn)行了試驗(yàn)。在我國(guó)，2013年底，段寶巖院士聯(lián)合重慶大學(xué)楊士中院士，就加強(qiáng)我國(guó)空間太陽(yáng)能電站關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)事宜，寫(xiě)信給習(xí)近平總書(shū)記，得到總書(shū)記批示。國(guó)家工信部、發(fā)改委、科技部、總裝備部等16個(gè)部委2014年組織120余位專(zhuān)家進(jìn)行系統(tǒng)論證，提出了我國(guó)發(fā)展空間太陽(yáng)能電站的發(fā)展規(guī)劃與路線圖。五年來(lái)，段寶巖院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)扎扎實(shí)實(shí)開(kāi)展了系統(tǒng)性的研究工作，初步完成了室內(nèi)驗(yàn)證。

　　據(jù)悉，我國(guó)“空間太陽(yáng)能電站”的規(guī)劃是“三小步”、“兩大步”。“三小步”就是地面、浮空試驗(yàn)，空間電能管理，天地?zé)o線能量傳輸試驗(yàn);“兩大步”就是進(jìn)行MW級(jí)系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證，建造GW級(jí)商業(yè)電站。項(xiàng)目中期規(guī)劃為2015-2030年，遠(yuǎn)期規(guī)劃為2030-2050年。

　　“空間太陽(yáng)能電站”由三大部分組成：太陽(yáng)能收集器、微波傳輸、地面接收與轉(zhuǎn)換。要經(jīng)過(guò)三次能量轉(zhuǎn)換：太陽(yáng)能→電能→微波→電能，然后送到千家萬(wàn)戶。利用“太空電站”，在民用方面，可以對(duì)島礁、邊遠(yuǎn)地區(qū)、災(zāi)區(qū)供電，還可以干預(yù)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度和方向，使它少影響我們國(guó)家的沿海地區(qū)。

　　該項(xiàng)目旨在將地球靜止同步軌道上的太陽(yáng)能，通過(guò)新的工程技術(shù)手段有效采集，并傳輸?shù)降孛娉蔀殡娔芄┦褂玫南到y(tǒng)。項(xiàng)目的地面驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室建在西電。目前，工業(yè)和信息化部對(duì)該項(xiàng)目提供重大基礎(chǔ)研究支持，科技部列入重大研發(fā)計(jì)劃。經(jīng)段寶巖院士提議并討論，學(xué)校將“空間太陽(yáng)能電站系統(tǒng)項(xiàng)目”命名為“逐日工程”。

　　重慶璧山已建實(shí)驗(yàn)基地

　　進(jìn)行微波傳輸前期模擬和驗(yàn)證

　　據(jù)專(zhuān)家介紹，理論上如果在地球靜止軌道上部署一條寬度為1000米的太陽(yáng)能光伏電池陣環(huán)帶，假定其轉(zhuǎn)換效率為100%，那么它在一年中接收到的太陽(yáng)輻射通量約等于目前地球上已知可開(kāi)采石油儲(chǔ)量所包含的能量總和。

　　位于太空的太陽(yáng)能電站發(fā)好了電，將通過(guò)微波傳輸回地面。據(jù)悉，重慶璧山也已經(jīng)設(shè)了實(shí)驗(yàn)基地，在進(jìn)行微波傳輸?shù)那捌谘菔灸M和驗(yàn)證。

　　另?yè)?jù)吳偉仁院士介紹，未來(lái)我國(guó)要在月球建設(shè)科研站，能源供給問(wèn)題必須要考慮。作為解決方案之一的微波無(wú)線能量傳輸技術(shù)的研究目標(biāo)包括：建立遠(yuǎn)程高效大功率微波無(wú)線能量傳輸演示驗(yàn)證系統(tǒng)，在公里距離實(shí)現(xiàn)百瓦級(jí)微波能量傳輸;滿足極區(qū)坑底探測(cè)器以及月面用能終端的需求，并不斷提升性能，不斷滿足月球科研站的需要。

　　利用3D打印技術(shù)可實(shí)現(xiàn)太空制造

　　西安交通大學(xué)盧秉恒院士介紹，在太空建太陽(yáng)能電站意義重大，能源一旦能實(shí)現(xiàn)太空無(wú)線傳輸，將來(lái)汽車(chē)可以邊跑邊充電，無(wú)人飛機(jī)也可一直在天上飛。但空間太陽(yáng)能電站還需要解決不少制造方面的問(wèn)題，而3D打印技術(shù)可以提供很多幫助。

　　將來(lái)要建的GW級(jí)的太空電站質(zhì)量達(dá)萬(wàn)噸，受火箭運(yùn)載能力和火箭發(fā)射罩尺寸的限制，即便是按目前我國(guó)正在研制的最大運(yùn)量的載重火箭，也需要發(fā)射二百多發(fā)才可以。如果利用3D打印技術(shù)，則可以利用月球甚至小行星上的資源，實(shí)現(xiàn)在太空或月球制造大型部件，這可以為空間太陽(yáng)能電站計(jì)劃的實(shí)施節(jié)省不少成本。

　　在太空利用3D打印技術(shù)，由于良好的真空環(huán)境、微重力、低溫等特點(diǎn)，可以“打印”出尺寸特別大的部件，材質(zhì)在某些性能上也會(huì)比地面上制造的更好，甚至利用激光熔煉可以熔煉出地球上沒(méi)有的合金。2014年，國(guó)際空間站已經(jīng)利用3D打印技術(shù)打印出了第一把“太空”工具——扳手，將來(lái)可以用星球現(xiàn)有的材料打印建筑。 記者 馬虎振