1引言
能源和环境问题是关系到国家政治、经济和安全的重大战略问题。空间太阳能电站作为一种能够大规模稳定利用太阳能的方式，日益受到世界主要航天大国的高度关注。随着空间技术和相关技术领域的快速进步，空间太阳能电站有可能成为实现可再生能源战略储备的重要手段。本文介绍了空间太阳能电站的最新发展现状，包括主要国家的相关政策、最新的概念方案，也介绍了我国近10年来的主要研究工作和成果，最后展望未来提出我国空间太阳能电站的发展步骤建议。
空间太阳能电站(SPS)，也称为太空发电站，是指在空间将太阳能转化为电能，再通过无线能量传输方式传输到地面的电力系统，也包括直接将太阳光反射到地面、在地面进行发电的系统。
空间太阳能电站在空间利用太阳能，不受季节、昼夜变化等的影响，接收的能量密度高，约为每平方米1353W左右。同时，它也不受大气的影响，可以稳定地将能量传输到地面，非常适合于太阳能的大规模开发利用。在地球同步轨道，99%的时间内可以稳定地接收太阳辐射，向地面进行稳定的能量传输。同时在地面应急供电、减灾、空间供电、行星探测等方面也具有重要的应用前景。随着世界能源供需矛盾和环境保护问题日益突出，国际上开展了广泛的空间太阳能电站技术的研究，目前已经提出了几十种概念方案，并且在无线能量传输等关键技术方面开展了重点研究。近年来，太阳能电池发电效率、微波转化效率以及相关的空间技术取得了很大进步，为未来空间太阳能电站的发展奠定了良好的基础。虽然空间太阳能电站没有不可逾越的技术原理问题，但作为一个非常宏大的空间系统，其发展还存在许多核心技术难题，需要开展系统的研究工作，以取得突破性进展。
2.国际空间太阳能电站的最新进展
2. 1国际发展概况
空间太阳能电站的应用前景引起了国际上的广泛关注，以美国、日本等为代表的.多个国家对于空间太阳能电站开展了长期的研究工作。21世纪以来，越来越多的国家、组织、企业和个人都开始关注空间太阳能这种取之不尽的巨大空间能源。美国是在sps领域投入资金最多的国家，也是研究最长的国家，推出了众多创新性的概念方案和技术，虽然未列入正式的国家发展计划，但得到了持续的关注和支持。日本是第一个将sps正式列入国家航天计划的国家，提出了正式的发展路线图，得到了长期持续的关注和发展。虽然投入有限，但在无线能量传输等领域处于世界先进水平。根据2013年日本最新公布的航天基本计划，空间太阳能发电研究开发项目列入七大重点发展领域，并且作为国家三个长期支持的重点研究领域之一(其它两个为空间科学和深空探测领域、载人空间活动领域)。2009年，日本宣布将在2030一2040年间建设世界第一个GW级商业SPS系统，总投资额将超过200亿美元。欧空局、加拿大、俄罗斯等国及相关国际组织非常关注该领域的发展，提出一些新概念，并重点在无线能量传输、超轻大型空间结构等先进技术方面开展研究工作。2007年，国际无线电科学联盟( U RSI)正式发布“U RSI空间太阳能发电卫星(sps)白皮书”。2011年to月，国际宇航科学院组织的国际联合工作组正式发表“空间太阳能电站一一第一次国际评估:机遇、问题及可能的发展途径”研究报告。
2.2最新创新概念
(1)任意相控阵空间太阳能电站(SPS-ALPHA )
在NASA创新概念项目支持下，由美国、日本和英国科学家于2012年共同提出了一种新的空间太阳能电站概念方案一一任意相控阵空间太阳能电站。该方案属于聚光式空间太阳能电站，核心是采用了模块化的设计思想，从而降低了技术难度和研制成本，并且创新性地提出了无需控制的聚光系统概念(该聚光系统的有效性还有待进一步分析)，对控制系统的压力大大减小。整个系统的质量约为10000一12000t 。
(2)俄罗斯空间太阳能电站概念( R-SPS)
俄罗斯专家于2012年提出一种基于激光无线能量传输的空间太阳能电站方案。主要思想是利用多个分离的太阳能发电卫星编队飞行，由太阳能电池和半导体激光器组成三明治结构，利用激光无线能量传输( LpT)方式向由浮空器支撑的接收平台进行能量传输，再通过电缆直接将电能传输到地面。该方案也包括多种可能的变化，如将激光直接传输到地面接收站(天气良好的情况下)，或采用微波无线能量传输的方式将电力从浮空器传输到地面。
3.我国空间太阳能电站发展现状
3. 1我国空间太阳能电站发展概况
2006年7月，中国航天科技集团公司组织进行了“空间太阳能电站发展必要性及概念研究”研讨。2008年，国防科工局启动“我国空间太阳能电站概念和发展思路研究”项目的研究工作。2010年，由中国空间技术研究院王希季、阂桂荣等七位院士牵头开展中国科学院学部咨询评议项目—空间太阳能电站技术发展预测和对策研究。2010年，中国空间技术研究院组织召开首次“全国空间太阳能电站发展技术研讨会”，多位院士和近百位专家参加。2014年5月，“空间太阳能电站发展的机遇与挑战”香山科学会议召开，多个领域的专家研讨了发展空间太阳能电站的重大科学问题和发展建议。国际上也非常关注中国在此领域的发展。利用国际会议和交流机会，我国与美国、日本、欧洲和俄罗斯的专家开展了广泛深入的技术研讨。2013年，国际宇航大会在北京召开，中国专家应邀作了“21世纪人类的能源革命—空间太阳能发电”的空间发电分会主旨发言，葛昌纯院士作为特邀专家代表中国参加空间太阳能发电论坛。
