［星島綜合報道］太陽能一直是人類清潔能源的重要組成部分，許多人通過在屋頂鋪設了大量的太陽能收集板來爲家裏供電。
但太陽能電池板在晚上不能收集能量。爲了達到最高效率，研究人員正在考慮將它們送到一個太陽永遠不會落山的地方——外太空。
理論上，如果太陽能電池板被發射到軌道上，即使在最霧大的白天和最黑暗的夜晚，它們也會儲存大量的能量，如果能量能被無線傳輸到地球上，這將大大減少我們的碳足跡。
在氣候危機不斷惡化的背景下，太空太陽能的成功可能比以往任何時候都更爲重要。當世界各國領導人聚集在蘇格蘭的格拉斯哥參加聯合國氣候變化綱要公約第26次締約方會議（COP26）時，氣候狀況成爲人們關注的焦點，峰會被稱爲控制危機的「世界上最好的最後機會」。
科技資訊網CNET Science強調了一些旨在幫助各國減少碳排放的未來戰略。光靠太空太陽能這樣的新一代技術可能無法解決我們的氣候問題，但綠色創新對於實現2015年《巴黎協定》中到本世紀末，將全球變暖控制在攝氏2度(3.6華氏度)以下的目標可能是至關重要的。無限供應來自太陽的可再生能源可能會幫助我們做到這一點。
幾十年來，太空太陽能一直存在於科幻小說愛好者和科學家的腦海中。
20世紀初，俄羅斯科學家、數學家Konstantin Tsiolkovsky不斷推出一系列未來主義設計，構想出地球以外的人類技術。他發明了太空電梯，可操控火箭，還有⋯⋯太空太陽能（space solar power）。
自從貝爾實驗室在50年代首次發明了第一塊混凝土——太陽能電池板以來，國際科學家一直在努力使科幻幻想成爲現實，他們包括日本研究人員、美國軍方和一個來自加州理工學院(California Institute of Technology)的團隊，該團隊領導着太空太陽能項目(Space Solar Power Project)。
太空太陽能「在20世紀60年代末和70年代進行了廣泛的研究，差不多是在阿波羅計劃的全盛時期，」該項目的高級研究科學家凱爾森伯格(Michael Kelzenberg)說。
不幸的是，由於材料的重量和體積，那個時代的技術還不夠先進，無法實現成本效益的創舉。要想將傳統的太陽能電池板送入太空而又不花上巨額費用的難度極高。
該項目的首席研究員阿特沃特(Harry Atwater)說：「加州理工學院方法的獨特和決定性的特點是專注於將部件質量減至十分之一甚至百分之一，這對降低製造和發射成本，使太空太陽能更有經濟效益至關重要。」
加州理工學院的團隊提倡一種更輕、更緊湊、更可摺疊的新型電池板，而不是使用火箭將傳統的太陽能電池板運送到太空。他們建議向軌道發射大量這種通風的、類似瓦片的微型太陽能電池板。
每一塊瓷磚都有它需要的一切，比如光伏，用來收集太陽能。當這些小方塊在太空中連接起來時，就相當於一個漂浮在地球上的巨大的可再生能源礦。
儘管該團隊一直在研究一系列複合材料，以創造理想的超輕結構，但與地球上的太陽能電池板相比，其中一些實際上效率較低。但凱爾森伯格指出，在太空中，「有效性」有了新的含義。
他說：「效率的提高實際上是由於把它們放在太空中，它們獲得了充足的強烈陽光，因爲陽光不需要穿過大氣層。基本上，它們一天24小時都能曬太陽。」
當陽光照射到這些太陽能板上時，它們會吸收成束的直流電或直流能量。在該團隊的機制中，能量會轉化爲無線電頻率。下一步就是將這種能量帶回地球。
根據研究小組的說法，這是通過微波輻射實現的。無線電頻率能量將被發射到我們的星球上，讓人想起沙漠中的太陽能場。但這些區域將包含帶有天線的接收器，以收集到的能量，而不是典型的太陽能電池板。
凱爾森伯格說，使用這種輻射，系統可以在雨中、霧中、夜間和溫和的風暴中運行，只有在最惡劣的天氣下才有中斷的風險。然而，無線輻射模式經常引起的一個問題是，它們是否會對植被或土地產生負面影響。
阿特沃特說這不是問題，「在地球上接收到的功率密度相當於晴天在陽光下的功率密度。在這方面，太空太陽能系統可以設計得本質上是安全的。」
凱爾森伯格說，作爲額外的安全預防措施，可以採取熟悉的措施，比如封鎖接收區域。使用類似形式的波段通信的手機信號塔也有同樣的功能。
阿特沃特說，在地球上安置的接收器以無線電頻率的形式接收到能量後，它們將與地面站合作，將其轉換成直流電，然後將直流電轉換成交流電，輸入公用事業電網。
這是一個複雜的過程，但最後一點，交流電，是一種常規的電力，通過你的房子插座爲你的iPhone充電，給你的筆記本電腦充電。
阿特沃特說：「我們的首次太空飛行演示了太空太陽能組件技術，現在計劃在2022年底乘坐商業航天器進行。」
圖片：Getty Images 、NASA
T09
