改宇宙光伏发电电力从天而降图

目前，包括日本在内的世界各国都在推进大型设施（百万瓦级）计划。这种设施通过设置数万块太阳能面板，来达到百万瓦（MW）级发电规模。在宇宙扩大设施规模的研究也在推进之中。 宇宙 可在宇宙中进行发电，并将电力输送至地面（图1）。日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）计划最早于2017年度发射具有2kW发电能力的实证卫星。

图1 宇宙光伏发电系统示意图

在地球轨道上设置太阳能面板等装置，利用微波或激光向地面输送能量。（图：JAXA）

在太空中，太阳光不会像在地球上那样因大气吸收而减弱，也不会受到天气的影响。而且，如果将光伏发电系统设置在日照时间最长的静止轨道上，就基本不会转到地球阴影里，可以持续不断发电了。发电量也可达到地面的5～10倍。

宇宙光伏发电系统是1968年美国的彼得 格拉泽（Peter Glaser）提出的概念，日本于1990年代初期在宇宙科学研究所（现为JAXA）的主导下组建了研究小组。目前，JAXA与经济产业省下属的宇宙系统开发利用推进机构（J-spacesystems）正致力于德文能源(DVN)下跌4.14%无线电力传输及卫星技术的开发。日本政府在2009年制定的 宇宙基本计划 中，提出了力争在今后10年内使其走上实用化道路的目标。

利用5.8GHz频带电波传输电力

宇宙光伏发电系统大致分为两类。分别是以微波传送太阳能的方式和以激光传送的方式。前者以微波传送太阳能面板提供的电力。而后者利用太阳光激发激光，然后向地面传送，通过向海水中的光催化剂照射这种激光等方法，生成的燃料 氢气。尽管尚不清楚哪种方式会成为主流，但研究历史较长的微波方式目前在试验等方面处于领先地位。

采用微波方式的宇宙光伏发电系统的大致原理如图2所示。整个系统由太阳能面板和三个子系统构成。分别为（1）微波发生系统，（2）发送天线（宇宙天线），（3）微波接收天线与电力转换系统（整流天线）。微波频率考虑使用5.8GHz频带。

图249.552 微波方式宇宙光伏发电系统的大致原理