文 摘：對我國建立空間太陽能電站的必要性進行了討論。在分析建設空間電站相關技術的基礎上，提出了發展我國空間電站的構想。發展空間太陽能電站是我國解決能源需求、優化能源結構的理想選擇；我國的技術基礎已具備建立空間電站的能力，需對一些關鍵技術進行重點論證、研究，要加快發展載人航天技術和空間站技術；應首先發展太陽能發電衛星，之后再發展電力傳輸衛星等其它空間電站形式。從現在起就開始準備，我國可能在20年左右時間內建立初步的空間電站演示系統。

0 引言

    世界經濟的迅速發展，對能源的需求越來越大。地球礦物資源的大量開采與消耗，使石油、煤炭資源日趨短缺。過量消耗礦物燃料造成地球生態環境的惡化，也促使人們尋找新能源和各種可再生能源。由于空間太陽能具有能流密度大、持續穩定、不受晝夜氣候影響、潔凈、無污染等優點，且隨著人類征服太空能力的加強，利用空間太陽能發電SPS（Solar Power from Space)已越業越受世界各國的關注。

    現代空間太陽能發電的構想――太陽能發電衛星(Solar Power Satellite)最早由美國的P.E.Glaser博士于60年代提出[1]。之后一些學者又紛紛提出其它設想，特別是美國的D.Criswell等又建立了以月球為基地的空間電站模型LSP(Lunar-based Solar Power)。為了加快實現空間發電的構想。一些發達國家如美、日、法、俄等先后開展了空間電站的可行性論證，并對其中的關鍵技術――無線電能傳輸WPT技術（Wireless Power Transmission)作了大量的探索工作。總體認為，空間太陽能電站在技術、經濟、社會等方面是可行的，有望于下世紀初建立初步的空間太陽能發電SPS系統，并于下世紀中葉建立起以月球為基地的太陽能電站。本文旨在結合我國國情，分析空間太陽能發電在我國發展的必要性與技術可行性并提出初步構想。

1 我國發展空間太陽能電站的必要性

    盡管我國地域廣闊，但目前探明而又能開采的礦物資源已有限。目前我國人均能源消耗水平也很低，僅為發達國家人均能耗的1/10―1/5[2]。

    我國東西部經濟發展的差距日益擴大，資源分布不平衡的矛盾日益突出。我國東部特別是沿海地區經濟發展很快，但資源儲量很少，供應緊張。我國的絕大部分資源分布在經濟發展相對落后的西部及北方地區，由于技術、交通及經濟等因素，未能充分開發利用。即使有計劃開采出的大量煤炭，也不能及時運出。一些邊遠山區、牧區、高原、海島，人口稀少，居住分散，交通不便，經濟落后，那兒缺乏常規能源，又遠離大電網，嚴重影響我國現代化建設與國民經濟的發展。

    由于技術基礎差，管理水平低等因素，使得本已有限的能源資源浪費很大，利用率低。我國能源總效率只有30%左右，單位國民生產總值能耗比發達國家高6―10倍，生產單位產品能耗比國外高50―100%[3]。

    由于礦物能源的大量使用，造成環境嚴重污染。我國每年CO2的排放量占世界總量的10%還多，僅次于美國，居世界第二位[4]。目前很多城市特別是一些北方重工業城市上空，經常彌漫著煙霧，環境污染問題突出。

    上述狀況表明，要發展經濟，一方面要充分高效利用現有能源資源，避免浪費，降低消耗，提高技術水平與管理水平，另一方面，必須加快能源開發建設，克服因礦物資源嚴重不足帶來的潛在危機，同時還必須承擔對全球環境保護的義務。因此，開發利用潔凈的可再生能源資源是世界各國的必然選擇。

    我國在發展可再生能源方面做了大量的工作[5，6]，但利用規模還十分有限。今后應大力發展地面和空間太陽能發電技術，解決太陽能的大規模利用問題。

    為了從實質上解決能源需求問題，作者認為，發展空間太陽能電站應成為主要目標。在地球附近的宇宙空間，太陽能具有能流密度大、連續穩定、不占用耕地等優點，通過控制微波束空間太陽能電站可向任何一個地點供電，它比地面光伏電站更具開發價值。目前許多發達國家通過大量論證[10～12]，已將它作為解決未來能源需求的主要發展方向。根據我國的特點，作者認為，空間太陽能電站也應是我國發展的主要方向。

2 我國建立空間電站相關技術基礎分析

2.1 無線電能傳輸技術（WPT）基礎

    作為空間太陽能發電的主要關鍵技術，WPT（Wireless Power Transmission)在能量傳輸方面起重要作用。通過WPT可將太陽能轉換成的電能進一步轉換為微波集束能或激光能，并根據需要將束向控制在所需電能的地區，在當地再通過微波或激光接受裝置進一步轉換成電能，輸入電網或直接滿足不同用戶需要。

    WPT技術以微波輸能、控制及轉換原理為基礎，它早已在軍事、科學及通訊衛星等領域得到廣泛應用。家用微波爐的普及，表明微波技術已經成熟。微波理論、鎖相技術、磁控管技術及相關控制理論早已成為我國大學電子專業的必修課。在我國各種轉換器（如DC/DC、DC/AC等)