當能源來自天際：太空太陽能發電|最新文章

facebook twitter plurk line 中列印書籤

當能源來自天際：太空太陽能發電

102/11/25 10664

李柏昱｜國立臺灣大學地理環境資源學系

面對全球氣候變遷帶來的威脅，經建會於「國家氣候變遷調適政策綱領」中，指出台灣需要發展能夠因應氣候變遷的能源供給與產業體系，開發再生能源便是未來需要處理的重要議題之一。但是乾淨的能源從何而來呢？目前許多國家競相發展太空太陽能計畫，希望能在這場從天際取得能源的競賽中拔得頭籌。

耀眼的太空太陽能發電

再生能源普遍受到自然環境的限制，而有發電量不穩定的問題。例如水力發電量受到河川流量榮枯變化影響，而台灣用電需求最高的夏季，風力是全年最小的時候，導致風力發電幾乎無法派上用場。

地表的太陽能發電一樣受限於自然環境，深受日照時數以及天候狀況影響，目前效率最佳的聚光型太陽能板，已經能有31%到40.7%的轉換效率，與過去相較已經有相當大的改善。不過，在地表我們所能利用的太陽能已經被大氣層削弱許多，只有太空中的十分之一至五分之一，有沒有可能直接利用外太空充沛的太陽能呢？

目前世界各國如火如荼地發展太空太陽能發電技術，國際非政府組織國家太空協會(National Space Society, NSS)在2013年5月宣布將成立一個包含美國與印度等國在內的國際組織，以推動太空太陽能發電(Space Solar Power system)。日本宇宙航空研究開發機構(Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA)也預計在2030年建立第一顆太空太陽能衛星。2012年英國史翠斯克萊大學(University of Strathclyde)的Suaineadh計畫已經成功在北極上空證明可以建造大型結構，把太空太陽能計畫往前更進一步。

太空太陽能發電衛星在太空蒐集太陽能後，將大量能源以無線傳播至地表，除了不像石油與燃煤會有碳排放，太空太陽能發電對環境的影響只會有少數的接收站設置，提供一種新的乾淨電力來源。

太空太陽能發電有許多優點，最重要的是，這些太空電力將永無枯竭的問題，至少在未來50億年來說是如此。其他優勢還有：在太空中至少能獲得95%的太陽能，不受大氣層影響；不會佔用地表可用來增加糧食產量的土地；能將電力透過無線傳輸至地球任何一個需要電力的地方，這代表無須耗費大量成本，用來建置能應付全年最大用電需求量的尖峰機組；而且能減少電力傳輸過程中的耗損。

但是，太空太陽能發電仍然需要面對相當現實的技術問題。因為太空太陽能衛星將設置在離地表3萬6千公里遠處，JAXA的科學家還尋找方法，讓大量能源透過雷射光束或微波，成功瞄準地表上僅3公里寬的接收站，而且不對地表造成威脅。

當然，要在高空中設立太空太陽能發電衛星的花費不容小覷，太空太陽能發電計畫預計未來5年就要耗資40億美元進行研發，後續花費更是天文數字。不過與全球暖化以及核電廠災害可能帶來的代價相比，投資天際的計畫或許頗為划算？（本文由國科會補助｢新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣｣執行團隊撰稿／2013年11月）

責任編輯：鄭國威｜元智大學資訊社會研究所

太陽能(23) 發電(28) 科發月刊(5210)

當能源來自天際：太空太陽能發電

推薦文章