空间太阳能电站是利用卫星技术将太阳能转化为空间电能，然后以某种方式传回地球供人类使用的系统。
“公元2307年，化石燃料枯竭，人类开始将大规模的太空太阳能发电系统作为新能源，但只有少数大国及其盟国从中受益……”这是日本著名科幻小说动漫《机动战士高达》的开场白。然而，目前世界面临着共同的能源危机。人们可能要在不到2307年的时间里对空间太阳能发电系统进行研究。
在日本，对空间电站的研究正如火如荼地进行。20世纪80年代，日本许多大学开始进行相关研究。由日本宇宙航空研究开发机构和日本经济产业省共同出资1200万美元的太空太阳能十年计划第一阶段即将结束。日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）过去10年一直在为日本的空间太阳能发电系统（SSPS）提供稳定的支持。目标是到2030年将一颗地球同步卫星送入太空，这将为地球上50万个家庭提供10亿瓦的电力。
几年前，日本北海道的科学家们开始了地面试验，开发了一种新的电力传输系统，可以以微波的形式将能量从太空传输到地球。这两项实验都是由太空太阳能发电系统（SSPS）JAXA领导的大胆项目的一部分。激光和微波是空间太阳能发电领域的两种主要传输方式，也是该技术的核心问题。另一方面，日本希望在这两个领域都取得突破。
在我国，太阳能的利用也一直是最热门的话题，经过多年的发展，国内在集热器(含太阳能热水器)已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一。在十多年前销售总额就达到了35亿元，其产量位居世界榜首。
我国的太阳能产业已开始运作。中国科学院宣布启动西部行动计划，将在两年内投入2.5亿元人民币开展研究，建立若干个太阳能发电、太阳能供热、太阳能空调等示范工程。
总的来说，由于我国太阳能光伏发电系统起步较晚，特别是在太阳能电池的开发和生产方面，仍处于产量小、应用范围窄、产品单一、技术落后的初级阶段。据粗略统计，我国目前只有5家（单晶硅）太阳能电池生产厂，年产量约4.5兆瓦（注：1兆瓦为1000千瓦），工厂设施仍在现有的进口生产线中。而国外许多企业都集中精力开发和生产更先进的薄膜晶体太阳能电池。新一代先进薄膜晶体太阳能电池的转换效率可高达18.3%，比目前的平均转换效率高出3%。
太空太阳能电站的设想非常伟大和宏远，但实现起来所需要的经费却是十分惊人的。1968年彼得·格拉泽的将太阳能电站搬到太空去的设想，需要研制一种太阳能动力卫星，并把它送到距地面3.6万千米的轨道上(即地球同步轨道。在这一轨道上，卫星绕地球飞行1圈的时间，正好与地球自转一周所需要的时间相同)。
对格拉泽提出这一宏伟设想，由于要花一大笔钱，美国政府不感兴趣。不过到20世纪70年代中期，因出现能源危机，格拉泽的计划重新受到重视，美国政府投资2000万美元作为研究费用。
但研究费不久就用完了，人们的热情又冷了下来。因为美国科学院估计，要建成这个太空发电站，大概要用50年时间，研制、发射和组装耗资达3000亿美元，工作量相当于600名宇航员在太空工作30年。尽管发电能力为300千兆瓦，能供1.5亿人口用电，可巨额投资遭到非议。原来，格拉泽设计的这座电站重量达5万吨，其中仅太阳能电池板的空间面积就达50多平方千米，而向地球发送电力的微波发射天线的直径达1千米。
按美国航天飞机一次最多能运送30吨物资计算，也要发射1000多次才能把电站的设备全部送上天。而在20世纪70年代时，美国的航天飞机还没有正式投入使用，因此人们认为，格拉泽的计划在短期内难以实现。1999年和2000年，美国国会分别给宇航局拨款500万和1500万美元，用以深入研发空间太阳能发电技术，以期找出更好更成熟的建设方案。专家们从目前发展态势估计，本世纪20年代第一个空间太阳能电站将升空组装并开始试验性发电。
日本计划2040年前后向太空发射太阳能电站。尽管日本近年来在航天领域屡遭挫折，日本经济、贸易和工业部(METI)仍雄心勃勃地计划在2040年之前向太空发射太阳能电站。日本从十多年前就开始投入太阳能卫星的研究，到2040年系统将开始运作。METI计划发射的太阳能卫星在地球同步轨道每秒可产生100万瓦的能量，相当于一个核电站产生的能量。太阳能卫星将拥有两个3000米长的太阳能发电翼板，两个翼板之间是一个直径1000米的能量传输天线。
所产生的电能将以微波的形式传回地球，微波的强度将低于手机发射的微波，以保证所发射的微波不会影响移动通信和其他通信。卫星地面接收天线的直径将达到数千米，可能建造在沙漠或海洋地区。该卫星预计重达2万吨，总造价预计为2万亿日元（约合170亿美元）。与目前火电或核能发电每千瓦时9日元相比，太空发电成本为每千瓦时23日元。
总的来说，空间太阳能电站的建设，不仅可以保证从天上源源不断的电能，解决人类的能源危机，而且可以将其开发、运输、组装和使用过程中所开发的新技术和新产品推广到其他航天活动中，提高技术水平和技术水平相关行业技术水平。虽然空间太阳能电站具有诸多优势，技术途径可行，但建设起来并不容易。这是因为这种新型电站的建设难度与地面电站相去甚远。这是一项规模空前、技术密集的大型航天系统工程。具体实施涉及 科技 、 社会 、经济、环保、材料等多个问题，需要分为几个课题进行研究和综合分析。在空间太阳能电站的研制、发射和组装等关键技术方面，普遍存在着提高效率、降低成本的问题。但我们有理由相信，随着各国空间技术的发展，总有一天，我们将能够从太空获得能源资源，造福全人类 社会 。
前景诱人的空间太阳能电站是如何的？
冬季将至，欧洲大地上普遍蔓延着担忧能源的情绪。就在欧洲人本就担心燃料不足的情况下，德国宣布叫停“北溪-2”项目。
目前想要在2022年上半年重新启动“北溪-2”的希望十分渺茫。人们在是否关停煤电发电厂的问题上争执不休，在这样的背景下，寻找绿色的清洁能源显得极为关键。如果在太阳附近修建“发电站”，是否能解决地球能源问题呢？
中国首颗太阳探测器曝光，为何航天大国都将目光投向太阳？
2018年8月12日，美国宇航局成功发射太阳探测器Parker Solar Probe（帕克）。这是人类 历史 上第一个飞入太阳日冕的飞行器，其位于太阳表面上方590万公里内。帕克探测器所携带的仪器在太阳附近探测到了等离子体、磁场和波、高能粒子和尘埃，并且提供日冕结构成像，为人们一步一步的揭开太阳的神秘面貌。
而在2021年10月14日，国家航天局批复的 “羲和号”于太原卫星发射中心顺利升空，揭开我国太阳空间探测的序幕。
和帕克探测器要抵近太阳表面不同，羲和号卫星是远程观测太阳，研究太阳低层大气以及太阳爆发活动的物理机制。
随着人们对太阳的越发了解，围绕太阳展开的一系列活动也就不远了。
另类戴森球：太阳发电站能行吗？
回归正题，前文提到的在太阳附近修建类似发电站的人工天体或者建筑，借助的就是弗里曼·戴森在1960年提出的“戴森球”理论。戴森认为，太阳系各大行星都只接收了大约1/109的太阳辐射能量。如果能够用一个巨大球体截获发部分太阳辐射能量，将会得到大量的清洁能源。
如果真能实现戴森球，其获取的能量输出足以支撑人类文明发展到星际旅行。
但就目前来说，人类的 科技 根本修建不了戴森球。不过，中国人说修建不了戴森球，搞个太空太阳能发电站总可以吧？
2016年，中国航天 科技 集团五院载人飞船系统总设计师张柏楠向媒体透露，航天五院的科学家已经开展太空太阳能电站的具体研究工作。
根据空间太阳能电站发展“四步走”设想，2011年~2020年是技术研究阶段，而到了2021年~2025年，我国将会利用空间站平台，在航天员的参与下完成我国第一个低轨道空间太阳能电站系统研制，并开展系统验证。
到2026年~2040年时，就开始进一步的研究经济和技术上更可行的方案，突破轨道间大功率电推进技术。而在最后阶段2036年~2050年，就是我国第一个商业化空间太阳能电站系统的现世时间，实现空间太阳能电站商业运行，预计运行寿命达到30年以上。
空间太阳能电站技术面临的难点
设想虽然好，但想要建设能够商业化的空间太阳能电站，面临的技术难点还是很大的。
太阳能电站的规模非常大，质量基本要万吨以上，我国目前的运载技术还达不到要求。其次还很考验特殊结构和空间组装、电源管理和热控技术。
除了技术，空间太阳能电站还会涉及对飞行器的影响，容易被太空垃圾损害、难维修等。最大的还是成本问题，建造一个空间太阳能发电站，大约需要耗资3000亿~10000亿美元，即便是大国也无法支撑。如果没有新的概念、新的技术和大规模商业化的可能，修建太阳能发电站就是赔本买卖。
最好的办法就是世界各国团结起来。以美国为首的太空强国早在很多年前就开始进入国际空间站进行2000多项研究，他们已经拥有或发现的技术，是我们现在最需要的。而我们所拥有的技术，也能给他们带来帮助。
例如美国一骑绝尘的抗辐射技术，就能为我国空间站活动带来很大的帮助。2016年，来自哈佛大学的WLNAD类物质衍生物因得到NASA的授奖，进入到了 科技 爱好者的视野。这种被莱特维健生物企量产的京-东大众物品，被保罗格伦生物中心证明其除了能够改变人体老化指标，还能修复因太空辐射而导致受损的DNA。
如今，WLNAD类物质衍生物已经被NASA应用在太空活动中，用于减少宇航员受到的辐射伤害。除此之外，Twin Project项目的科学家克里斯·梅森还表示，NASA的科学家已经利用编辑技术创造出了Dsup细胞。这种细胞在整合到人类的基因组和新细胞系后，表现出极高的抗辐射能力，其能在受到模拟宇宙辐射时减少80%的损伤.
技术的互补，是人类太空技术快速发展的最佳通道。在能源紧缺和碳危机步步紧逼的今天，相互合作才有利于人类命运共同体。
地球是人类的摇篮，人类文明一旦过了“婴儿期”，终究会朝着太空走去。太空注定是人类的未来，或许在这一代人的有生之年，我们就能看到人类走进太空，迎来一段文明的飞跃期，你们期待吗？
中国太空电站立项了吗
煤作为主要能源曾在工业革命中起过主要作用，而作为能源的石油是和20世纪的种种产业成就联系在一起的。可是，随着世界经济的发展，电力消耗日益增快，能源不足的矛盾相当突出。另一方面，更进一步和过分使用煤和石油等不可再生能源也导致了地球自然环境的破坏，更大规模地发展核电站又担心会构成对人类生命安全的威胁，于是很多科学家不约而同地想到了利用太阳能。
确实，如能利用太阳能作能源，可以避免上述种种矛盾和担心。太阳能真是取之不尽、用之不竭，亿万年来无私地奉献给了宇宙，也为人类送来了光明和温暖。太阳把辐射到宇宙空间能量的大约二十亿分之一穿过15000万千米的路程投射到地球上。这能量相当于173万亿千瓦的功率，或者说约等于每秒把550吨原煤的能量输送给地球。但是，太阳能的散射面很宽，特别是经过地球大气层时，大部分能量被大气层反射、散射或吸收掉了。在宇宙空间，由于太阳光线不会被大气减弱，也不会被大气阻拦，可以直接受到太阳光的照射，因此在那里建造一个太阳能电站，应该是个好主意、好想法。
空间太阳能电站作为人造天体，在绕地球运行过程中总有一部分时间被地球挡住阳光，也就是说要进入地球的阴影部分。不过，这时间并不长。如果太阳能电站的轨道选择得好，可以使这个时间变得很短。例如，太阳能电站若处在赤道上空35860千米的同步轨道上，它绕地球一周的时间为23小时56分钟4秒，与地球自转周期相同，则太阳能电站对地球来说是静止的，一年中仅在春分和秋分前后45天，而且每天至多只有72分钟有被地球挡住阳光的时候，在其余时间内，电站的大面积电池帆板可以受到太阳光的连续照射而把光转变为电。和地面相比，用同样面积的太阳能电池帆板，在同步轨道可多获6~11倍的太阳能。如果把空间太阳能电站建设在圆形日心轨道上，那就不再怕地球挡住阳光，并可获更多的太阳能。
怎样把太阳能电站的电能传送给空间工业用户和地球，是建设空间太阳能电站的关键问题。早在1968年，科学家就设想在宇宙空间的太阳能电站聚集大量阳光，利用光电转换产生直流电，并通过相应的装置将直流电变换成微波，以微波波束的形式传输到太空用户或者传输到地球上，用户接收站又将微波能量再转换成相应的电能，联入用户供电网络。由于微波能顺利通过云雾和烟等，每天向地球输电时间不受任何限制。而在空间没有重力并且真空，太阳电池帆板可以做得很大，微波器件无需严格密封，而微波电能的定向发射和接收，对环境危害较小。虽然微波的放射性也是一种污染，但和煤与石油对大气的污染，以及和核电站可能产生的放射性等类污染相比，几乎可以说是微不足道的。空间太阳能电站的优势还在于它不必使用煤、石油等不可更新的自然资源。
1987年，加拿大科学家在渥太华进行了第一次利用微波作飞行动力的微波波束传送电能试验。他们用碟型天线传输微波波束。在试验中，人们发现在波束的聚焦、目标的跟踪方面存在一定的困难。
前不久，日本京都大学的科学家们又进行了类似的试验。不过，他们对加拿大的微波波束传输技术作了改进，采用相控阵天线技术。利用相控阵天线传送微波波束，聚焦精确，跟踪目标快速，利于实现计算机控制。
日本人试验的是一种无机载动力源、长度为1.6米的模型飞机。飞机上既无机载汽油，也无电池，而是靠接收地面的微波能量作为动力，收到的微波能量被转换成电力，驱动飞机螺旋浆转动，获得飞行动力。这一试验的目的不是想研究开发一种不带燃料箱的飞机，而是试验微波传能技术，用于未来空间太阳能电站的电力传送。
科学家们预测，不久后，能产生动力的空间太阳能电站作为实用能源工厂将为空间工厂提供电力，或者为轨道上的载人飞船和空间站提供能源。再进一步的发展将会把电力送往地球。
据科学家分析，空间太阳能电站的经济最佳容量是5~10兆瓦，悬挂于地球赤道上空36000千米高度的对地静止电站的质量为5万~10万吨。
最初步的估算表明，空间太阳能电站每产生1千瓦电量的造价会比核电站同样功率的造价高出50%~100％，比水电站高出100%~150％，比热电站高300%~500％。但是，由于使用甚高频微波辐射传输到地球，微波能量实际上不会被大气所吸收，地面接收站接收到的微波能量转变为电能供给用户，其转换效率可高达90％；更由于空间太阳能电站不耗地球资源，因此工作约5~7年后，其利润将比热电站和核电站高。
建造空间太阳能电站的另一个关键问题是运输。计算表明，在5年内回收这样一个电站的建设费用，它每千克重量的成本不应超过150~200美元。此外，运载火箭应有非常大的推力，一次能将500吨的有效载荷送入轨道。在这样的情况下，总计只需100~200次的发射就可以了，所有货物在3~5年内运输到位。
到目前为止，还没有这种大推力运载火箭能一次将500吨的有效载荷直接送入同步轨道。现有最大推力的运载火箭也只能将100多吨的有效载荷送入地球近地空间。因此，要在3~5年内将空间太阳能电站的建设材料运送到位，还必须研制这种大推力火箭。
怎样大规模开发与利用空间太阳能还处在设想阶段，还需要若干年才能实现。
科学家们相信，现在动手建立一个具有发电容量为15万千瓦的空间太阳能原型电站的计划是可行的。在这之后，就可能建造巨大的电站。随着时间推移，太空太阳能电站还应能帮助解决行星的电力供应。
知识点
不可再生能源
自然资源一般是指一切物质资源和自然过程，通常是指在一定技术经济环境条件下对人类有益的资源。自然资源可从不同的角度进行分类。从资源的再生性角度可划分为再生资源和不可再生资源。
再生资源是指一定时间内在人类参与下可以重新产生的资源，如农田，如果耕作得当，可以使地力常新，不断为人类提供新的农产品。再生资源有两类：一类是可以循环利用的资源，如太阳能、空气、雨水、风和水能、潮汐能等；一类是生物资源。
与再生资源相对，不可再生资源是指在一定时间内无法再生的自然资源，如天然气、石油、煤矿、铁矿等矿产资源都是不可再生资源，它们用一些就少一些。
立项了。中国太空电站立项了并且已经在建设了。中国首个空间太阳能电站实验基地在重庆璧山正式启动，计划在距离地球表面3.6万公里的高空建造“太空三峡”。该项目2021年6月18日在璧山正式开工建设。该基地将重点进行空间太阳能发电站、无线微波传能以及空间信息网等技术的前期演示模拟与验证。
以上就是关于人类在未来，是否可以在太空中建立发电站，获取太阳能能源？全部的内容，如果了解更多相关内容，可以关注我们，你们的支持是我们更新的动力！
