12月23日上午，“空間太陽能電站系統(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)、全鏈路太陽能電站地面驗(yàn)證中心將落地西安。

　　陜西省副省長趙剛出席啟動(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)的研究內(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“空間太陽能電站系統(tǒng)”陜西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、“空間太陽能電站系統(tǒng)”交叉研究中心在儀式上揭牌。

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

　　太空可接收的太陽能是地面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，需要人類抓緊尋找可持續(xù)、無污染、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。而太陽壽命還有50億年，太陽到達(dá)地球的能量僅為太陽發(fā)出能量的16億分之一，有很多能量我們還沒有使用。

　　美國、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，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)我國空間太陽能電站關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)事宜，寫信給習(xí)近平總書記，得到總書記批示。國家工信部、發(fā)改委、科技部、總裝備部等16個(gè)部委2014年組織120余位專家進(jìn)行系統(tǒng)論證，提出了我國發(fā)展空間太陽能電站的發(fā)展規(guī)劃與路線圖。五年來，段寶巖院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)扎扎實(shí)實(shí)開展了系統(tǒng)性的研究工作，初步完成了室內(nèi)驗(yàn)證。

　　據(jù)悉，我國“空間太陽能電站”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。

　　“空間太陽能電站”由三大部分組成：太陽能收集器、微波傳輸、地面接收與轉(zhuǎn)換。要經(jīng)過三次能量轉(zhuǎn)換：太陽能→電能→微波→電能，然后送到千家萬戶。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能，通過新的工程技術(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輻射通量約等于目前地球上已知可開采石油儲(chǔ)量所包含的能量總和。

　　位于太空的太陽能電站發(fā)好了電，將通過微波傳輸回地面。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。

　　另據(jù)吳偉仁院士介紹，未來我國要在月球建設(shè)科研站，能源供給問題必須要考慮。作為解決方案之一的微波無線能量傳輸技術(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，在太空建太陽能電站意義重大，能源一旦能實(shí)現(xiàn)太空無線傳輸，將來汽車可以邊跑邊充電，無人飛機(jī)也可一直在天上飛。但空間太陽能電站還需要解決不少制造方面的問題，而3D打印技術(shù)可以提供很多幫助。

　　將來要建的GW級(jí)的太空電站質(zhì)量達(dá)萬噸，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有的合金。2014年，國際空間站已經(jīng)利用3D打印技術(shù)打印出了第一把“太空”工具——扳手，將來可以用星球現(xiàn)有的材料打印建筑。 記者 馬虎振