太空光伏是在太空中利用光伏電池板收集太陽能,并將產生的電力輸回地球的技術。太空光伏是光伏領域新前沿,相比于地面光伏,太空光伏具有不受天氣/地球自轉影響、能源利用效率高、發電效率高等優勢。
太空光伏的構想提出時間早,最早可以追溯到1920年,但由于技術難度極高、資金需求巨大、項目周期極長等因素限制,太空光伏構想只停留在了理論層面,早期除美國外,全球幾乎沒有國家愿意或有能力推進。
根據新思界產業研究中心發布的《
2025-2029年太空光伏行業市場供需現狀及行業經營指標深度調查分析報告》顯示,火箭技術是實現太空光伏的最核心技術,近幾十年來,火箭技術的突破為太空光伏項目開展奠定了基礎。自1957年蘇聯發射第一顆人造衛星后,目前全球已經完成了2.3萬多次軌道火箭發射任務,2024年完成軌道發射次數達259次,其中美國SpaceX的獵鷹9號是全球發射次數最多的火箭,約占全球發射總量的50%。
太空光伏升空問題逐漸解決,但太空光伏項目開展仍面臨太空電站建設成本高、太空光伏材料研究不完善、地面難以實現準確/高效/長距離的電能接收等問題,其中地面電能接收問題是太空光伏技術需要突破的重中之重。
2024年12月,日本宇宙系統開發利用推進機構(JSS)聯合多家機構和大學完成了太空光伏發電在距離地面5-7千米的高空進行微波傳輸的測試,測試顯示,微波信號能夠實現從高空向地面傳輸電能。這一結果為全球太空光伏發展注入了新動力。
太空中太陽輻射異常強烈,傳統光伏材料無法承受高強度輻射,因此太空光伏材料也是太空光伏項目開展的關鍵。砷化鎵、磷化銦、鍺等III-V族材料具有高性能和抗輻射性,有望成為太空光伏材料,我國相關企業包括云南鍺業、乾照光電、陜西銦杰等。
隨著相關技術突破,國內外均在加快太空光伏項目布局,其中美國處于領先地位,2023年1月,加州理工學院使用SpaceX獵鷹9號火箭成功發射了SSPD-1實驗衛星。我國于2019年1月在西安電子科技大學啟動了逐日工程(空間太陽能電站系統項目),2022年6月項目通過專家組驗收。此外日本、印度、英國等國家也在積極開展太空光伏項目建設,其中英國政府計劃2035年實現太空光伏發電站建設。
新思界
行業分析人士表示,太空光伏可為民用、衛星、空間武器、大型艦船、軍事武器等提供穩定的能量供應,商業化應用前景廣闊。目前美國、中國、歐洲等地區均在積極開展太空光伏項目建設,隨著相關技術突破、項目持續推進,太空光伏產業有望成為未來能源供應的重要組成部分。