如何把太陽能傳回地球？

目前將太陽能轉換為可傳輸的能量，最常見的方案是將太陽能轉化為電能後，利用微波或激光的形式進行無線傳輸。微波傳輸是一種成熟的方案，因為它可以穿透地球大氣層且損耗較低。電站將光能轉換為直流電，再通過高效的變頻技術，將電能轉變為頻率在2.45 GHz或5.8 GHz的微波信號，實現遠距離傳輸；而激光傳輸優勢在於光束的能量密度高，能對準較小的接收區域，適合用於固定地點的傳輸，然而激光傳輸容易受到雲層和大氣擾動影響，需要精準的瞄準與調控技術。

地面接收站的建設與能量轉換

要有效接收從太空傳回的能量，地面需要建設專門的接收站，稱為「整流天線陣列」。這些陣列由大量小型天線單元組成，高效地接收能量，並將其轉換為直流電，再輸送到地面電網中。地面接收站通常選址在開闊，無遮擋的區域，例如沙漠或海面上，這樣不僅減少對人口密集地區的影響，還能充分利用未開發土地。接收站須配備智能控制系統，根據實時數據調整接收角度去提高效率。

為什麼要開發太空太陽能技術？

太空太陽能有很多優勢， 根據國際能源機構的數據，到2050年全球能源需求預計將增長約 50%，只有建設足夠的太空太陽能電站才可以滿足全球需求。地面太陽能系統受制於多種因素，例如晝夜變化及天氣條件等。即使在光照條件下利用率也只有約 10-25%。太空太陽能電站可以全天候持續接收太陽輻射，至少能獲得95%的太陽能。太空太陽能是一種潔淨且零排放的能源，只會有少數的接收站設置，不像石油與燃煤會有碳排放。另外全球有許多地區無法獲得穩定的電力供應，太空太陽能具有靈活性，可以將能量直接傳輸到偏遠地區，無須耗費大量成本來建置尖峰機組，也能減少傳輸過程中的耗損。太空太陽能技術可以直接向月球、火星或其他星球提供能源，有助人類進一步探索和開發太空領域。建設電站初期投資巨大，但與全球暖化以及核電廠災害可能帶來的代價可能更具經濟效益，加上科學家預測到本世紀中葉，發電成本可能降至每千瓦 0.1美元，比地面太陽能和風能的成本更低。

空間太陽能電站概念圖

圖片來源：騰訊網