太空太阳能发电站给我们提供能源需求，这个项目听起来有点香

巨大的太阳能发电站漂浮在太空，将无数能量辐射到地球。这个概念，听起来像是科幻小说中的场景，其实是由俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基在上世纪二十年代首次提出。一直以来，它也确实是许多科幻作者的灵感来源。

但是，一个世纪后，科学家为实现这个概念已经取得了巨大的进步。欧洲航天局已经意识到这些工作的潜力，同时也在为这些项目寻求资金，并预测我们从太空获得的第一种工业资源将是“光束能量”。

气候变化是我们这个时代面临的最大挑战，因此风险也非常之大。从全球温度上升到气候模式改变，气候变化已经影响到全世界的每一个人。克服这一挑战需要我们彻底改变生产和消耗能源的方式。

最近几年，可再生能源技术发展迅速，效率更高、成本也更低。但是采用可再生能源的一个主要障碍在于，它们无法持续提供能量。风力发电场和太阳能发电场只有在风使劲吹或太阳当空照的时候才能产生能量，但我们每一天每一小时都需用电。因此，我们在普及可再生能源之前，首先得找到一种大规模存储能量的办法。

解决这个难题的一个可行办法或许是在太空中产生太阳能。这种方式有很多优点。一个太空太阳能发电站可以一天24小时面朝太阳运行。地球的大气层也会吸收并反射部分太阳光。所以，大气层上方的太阳能电池可以接收更多太阳光并产生更多能量。

但是问题又来了：我们该如何组装、发射和部署如此庞大的结构呢？单个太阳能发电站的面积可能至少要达到10平方公里，相当于1400个足球场那么大。其次，使用轻型材料也至关重要，因为届时最大的成本将是用火箭将发电站送入太空。

一个建议的解决方案是开发成千上万个小的卫星。这些卫星聚集在一起，通过配置可以组装成一个大型的太阳能发电机。2017年，加州理工学院的研究人员曾提出过模块化发电站的设计。该发电站由数千个超轻太阳能电池块组成。研究人员还展示了一块每平方米仅280克的原型电池块。

最近，制造业的发展成果——如3D打印等，也有望用于太空太阳能发电站的开发。在利物浦大学，研究人员正在 探索 新的制造工艺，以将超轻太阳能电池打印到太阳能帆上。这个太阳能帆是一种可折叠、轻便又具有高反射率的薄膜，可以利用太阳的辐射压力作用，推动航天器前进，而不再需要燃料。研究人员也在 探索 如何将太阳能电池嵌入太阳能帆结构上，以制造大型、无需燃料的太阳能发电站。

这些方法可以帮助我们在太空中建造发电站。事实上，未来有一天，我们或许可以在国际空间站或未来的绕月球轨道运行的门户站制造和部署发电站装置。

可能还不至于此。尽管我们目前依赖地球上的材料来制造发电站，但科学家也在考虑利用太空中的资源（如月球上发现的材料）直接开展加工制造工作。

上述问题解决后，剩下一个主要挑战是如何将能源传输回地球。当前的计划是将太阳能电池中的电能转换为能量波，然后用电磁场将能量波传输给地球表面的天线。天线进而将能量波变回电能。日本航空航天局的研究人员已经开发了几种设计，并演示了一个可以实现这些功能的轨道系统。

即便如此，在这个领域我们还有许多工作要做。但我们的目标是，太空中的太阳能发电站将在未来数十年成为可能。中国的研究人员已经设计了一个名为欧米伽（Omega）的系统，预期可以到2050年投入使用。该系统在最佳性能状态下，可以向地球电网提供2GW的电力。如果是在地球上用太阳能电池板产生这么多电能的话，那将需要600多万块太阳能电池板。

但是，诸如为月球登陆器供电而设计的更小的太阳能卫星，可以更早地投入使用。如今，全球科学界都在投入大量时间和精力，来开发太空太阳能发电站。我们希望，终有一天，它们可以成为我们应对气候变化的重要工具。（匀琳）

再生能源有：

1、太阳能发电

太阳能是一种可再生能源，5000多年来，一直在人类的生产生活中发挥巨大作用。随着时间的推移，太阳能的用途发生了很大变化，从取暖到为太空中的卫星供电。但是，目前家庭房屋和各类建筑中，仍然缺乏能效高且价格低廉的太阳能发电设备。

2、风力发电

风力涡轮机就像喷气发动机的进气口。当空气进入时，首先会遇到一套固定的叶片，它能把空气引导进一套可转动的叶片。空气推动叶片并出现在另一边，此时空气流动的速度比在涡轮机外流动的速度更慢。

遮蔽物做成合适的形状，以便其引导在外面相对流动较快的空气进入转子后面的区域。快速流动的空气加速缓慢移动的空气，使涡轮机叶片后的区域变成低气压，以吸纳更多的空气通过它们。

3、水力发电

水力发电系(Hydroelectric power)利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机之动能，再借水轮机为原动力，推动发电机产生电能。水的高度，水的重量，甚至水的流动速度都可以用来发电。

地球上有大量的河流和不同类型的水流，这意味着我们可以大量安装水力发电站。

4、生物质能

生物质能的应用在日常生活中越来越普遍。生物柴油可以为汽车、公共汽车和商业车辆提供动力；生物质发电机可以提供家庭用电，此外，人们每天都发现新的生物质能。

5、地热能

地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。因为放射性粒子会慢慢衰变，所以地热能是一种可再生能源。并且只要地球还在旋转，地热能就会一直存在，完全不用担心它们会耗尽。

它的基本原理是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热器（槽式、碟式和塔式）等4种。通常根据所能达到的温度和用途的不同，而把太阳能光热利用分为低温利用（800℃）。目 前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳能采暖（太阳房）、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等，中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等，高温利用主要有高温太阳炉等。

发电利用

清立新能源未来太阳能的大规模利用是用来发电。利用太阳能发电的方式有多种。已实用的主要有以下两种。

1、光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。

2、光—电转换。其基本原理是利用光生伏特效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。

太阳能电池

【材料要求】耐紫外光线的辐射，透光率不下降。钢化玻璃作成的组件可以承受直径25毫米的冰球以23米/秒的速度撞击。

【装用的EVA胶膜固化后的性能要求】透光率大于90%；交联度大于65-85%；剥离强度（N/cm），玻璃/胶膜大于30；TPT/胶膜大于15；耐温性：高温85℃、低温－40℃；太阳电池的背面，耐老化、耐腐蚀、耐紫外线辐射、不透气等。

【用途】太阳能发电广泛用于太阳能路灯、太阳能杀虫灯、太阳能便携式系统，太阳能移动电源，太阳能应用产品，通讯电源，太阳能灯具，太阳能建筑等领域。

太阳能在2050年前可能将成为电力的主要来源，受助于发电设备成本大跌。IEA报告表示，2050年前太阳能光伏(PV)系统将最多为全球贡献16%的电力，来自太阳能发电厂的太阳能热力发电(STE)将提供11%的电力。

光化利用

这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式。它包括光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应。

光化转换就是因吸收光辐射导致化学反应而转换为化学能的过程。其基本形式有植物的光合作用和利用物质化学变化贮存太阳能的光化反应。

植物靠叶绿素把光能转化成化学能，实现自身的生长与繁衍，若能揭示光化转换的奥秘，便可实现人造叶绿素发电。太阳能光化转换正在积极探索、研究中。

通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。巨型海藻。

燃油利用

欧盟从2011年6月开始，利用太阳光线提供的高温能量，以水和二氧化碳作为原材料，致力于“太阳能”燃油的研制生产。截止目前，研发团队已在世界上首次成功实现实验室规模的可再生燃油全过程生产，其产品完全符合欧盟的飞机和汽车燃油标准，无需对飞机和汽车发动机进行任何调整改动。

研制设计的“太阳能”燃油原型机，主要由两大技术部分组成：第一部分利用集中式太阳光线聚集产生的高温能量，辅之ETH Zürich 自主知识产权的金属氧化物材料添加剂，在自行设计开发的太阳能高温反应器内将水和二氧化碳转化成合成气（Syngas），合成气的主要成分为氢气和一氧化碳；第二部分根据费-托原理（Fischer-Tropsch Principe），将余热的高温合成气转化成可商业化应用于市场的“太阳能”燃油成品。

太阳能的利用目前还不是很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。

人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外），虽然太阳能资源总量相当于人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。

太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。

建设太空太阳能发电站的设想早在1968年就有人提出，但直到最近人类才开始真正将之付诸行动。日本可谓此项目的先驱者之一，该项目预计耗资210亿美金，发电量能达到十亿瓦特，能供29.4万个家庭使用。在太空建太阳能发电站，无论气候如何，均可利用太阳能发电，这与在地球上建立太阳能发电站的情况不同。

新能源中大多属于可再生能源。

新能源主要有以下几种:

地热能---地球内部是炽热的，地表水渗透到地球内部就会变成蒸汽，用管道把这些蒸汽引出来，可用来发电或供热。

太阳能----即太阳辐射能，可用来取暖，供应热水，发电等。在国外已研制成太阳能发电站直接向家庭供电。

风能----由风车带动小型发电机发电，现正研制大型风机。

垃圾能----垃圾和废物通过处理能变成气体和油，或通过燃烧产生热用来发电。

生物质能----指生物质内包含的能量，又叫"绿色能源"。

潮汐能----利用潮水涨落来发电。

海洋热能----利用海水温差来发电，海洋表面和深处海水温度可相差25℃。这种电厂可建在海上船坞上，也可建在海滨附近，可供工业用电。

波浪能----利用波浪力取得的能量来发电。

核聚变能----处于探溯阶段。

新能源对环保影响小，值得研究开发、推广。