工程院院士楊士中：太空中建太陽(yáng)能電站破解能源供給難題

:為弘揚(yáng)科學(xué)家精神，營(yíng)造尊重科學(xué)、尊重人才的良好社會(huì)氛圍，在第4個(gè)“全國(guó)科技工作者日”到來(lái)之際，由市委組織部、市人力資源和社會(huì)保障局、市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主辦的“重慶優(yōu)秀科學(xué)家風(fēng)采展”特別推出聆聽(tīng)科學(xué)家故事系列報(bào)道，現(xiàn)場(chǎng)展示將于5月29日至6月30日在重慶科技館舉行。主要展示在渝“兩院院士”及重慶英才·優(yōu)秀科學(xué)家的精彩事跡、主要成就等，向全社會(huì)講好科學(xué)家故事，讓廣大市民走進(jìn)科學(xué)家的豐富內(nèi)心世界。

在宇宙建設(shè)空間太陽(yáng)能電站，大規(guī)模收集、轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能，并以無(wú)線方式將電能穩(wěn)定、高效傳輸?shù)降孛骐娋W(wǎng)，以破解能源供給難題。聽(tīng)起來(lái)是不是像科幻片？但是，在重慶璧山，中國(guó)首個(gè)空間太陽(yáng)能電站實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)項(xiàng)目已啟動(dòng)，該項(xiàng)目的技術(shù)帶頭人就是中國(guó)工程院院士，重慶大學(xué)通信與測(cè)控中心教授楊士中。

從小在廢舊零件堆里“淘寶”的孩童 后來(lái)成為科學(xué)家

今年已83歲高齡的楊士中院士身材高大、精神矍鑠。他是土生土長(zhǎng)的重慶人，小時(shí)候他的父親在沙坪壩雙碑的原特鋼廠工作，那里的廠區(qū)幾乎成了他童年的樂(lè)園。

當(dāng)時(shí)是抗日戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，廠里堆著很多從前線運(yùn)回來(lái)的報(bào)廢武器，他總能從一堆堆廢棄零件里“淘”一些小物件回來(lái)，然后自己做一些小玩具。楊士中說(shuō)，正是從小培養(yǎng)的興趣和動(dòng)手動(dòng)腦能力，為他以后搞科研打下了基礎(chǔ)。

從重慶七中畢業(yè)后，楊士中考上了重慶大學(xué)電機(jī)系電機(jī)與電器專業(yè)，畢業(yè)后進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院計(jì)算所工作，擔(dān)任工程師，后又進(jìn)入航天部504研究所工作，他曾擔(dān)任重慶大學(xué)通信與測(cè)控工程學(xué)院院長(zhǎng)。1997年，楊士中當(dāng)選為中國(guó)工程院院士，后又受聘為西安電子科技大學(xué)雙聘院士。

作為國(guó)家“211工程”運(yùn)載器測(cè)控及遙感信息傳輸技術(shù)重點(diǎn)學(xué)科和國(guó)家“985工程”科技創(chuàng)新平臺(tái)測(cè)控及遙感信息傳輸研究院首席科學(xué)家，楊士中院士長(zhǎng)期從事通信、雷達(dá)、飛行器測(cè)控等多學(xué)科的研發(fā)工作，首次在我國(guó)研制出傳輸型衛(wèi)星遙感系統(tǒng)。填補(bǔ)了我國(guó)無(wú)傳輸型衛(wèi)星遙感的空白，奠定了我國(guó)傳輸型衛(wèi)星遙感和無(wú)人機(jī)遙感的基礎(chǔ)。

中國(guó)首個(gè)空間太陽(yáng)能電站實(shí)驗(yàn)基地落戶重慶璧山

2018年底，重慶市璧山區(qū)人民政府、重慶大學(xué)、中國(guó)空間技術(shù)研究院西安分院、西安電子科技大學(xué)聯(lián)合簽署合作協(xié)議，標(biāo)志著璧山空間太陽(yáng)能電站實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)項(xiàng)目正式啟動(dòng)，中國(guó)首個(gè)空間太陽(yáng)能電站實(shí)驗(yàn)基地橫空出世。該項(xiàng)目的技術(shù)負(fù)責(zé)人就是楊士中院士。

楊士中表示，太陽(yáng)能可謂取之不盡、用之不竭，與石油、天然氣等能源相比，是一種高效、持久、清潔的能源。但目前各地建設(shè)的地面太陽(yáng)能電站，因受大氣層衰減影響，如太陽(yáng)直射，在西北地區(qū)一平方米光伏電池可產(chǎn)生0.4千瓦電力，在日照較少的重慶，僅為0.1千瓦。

楊士中說(shuō)，按照設(shè)想，空間太陽(yáng)能電站將距離地面高度3.6萬(wàn)公里，可避開(kāi)大氣層“衰減效應(yīng)”，并不受晝夜、天氣、地區(qū)緯度等自然因素影響。其發(fā)電量是地面太陽(yáng)能電站的幾十倍，一平方米光伏電池可產(chǎn)生10到14千瓦電力，發(fā)電量與地面核電站相當(dāng)。

據(jù)楊士中介紹，空間太陽(yáng)能電站要實(shí)現(xiàn)需要解決不少問(wèn)題。首先，要研發(fā)大運(yùn)力運(yùn)載火箭，才能將空間電站建設(shè)所需材料運(yùn)送至太空；其次，要攻克太空制造技術(shù)，將空間電站在太空中組裝；再次，如何高效地將空間能量傳輸?shù)降孛?；最后，還需考慮空間電站對(duì)環(huán)境影響問(wèn)題。

為全國(guó)空間太陽(yáng)能電站技術(shù)研究提供參考

而要完成這一構(gòu)想，需要建一個(gè)實(shí)驗(yàn)基地來(lái)驗(yàn)證它，于是，璧山空間太陽(yáng)能電站實(shí)驗(yàn)基地項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生。

該基地三面環(huán)山，具有氣候濕潤(rùn)、無(wú)霜期長(zhǎng)、日照多、云霧陰雨少等特點(diǎn)，可保障實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。核心試驗(yàn)區(qū)約為106畝，包括升空試驗(yàn)場(chǎng)地、氣球平臺(tái)調(diào)試大廳等設(shè)施，將重點(diǎn)進(jìn)行空間太陽(yáng)能發(fā)電站、無(wú)線微波傳能以及空間信息網(wǎng)等技術(shù)的前期演示模擬與驗(yàn)證。

楊士中表示，該項(xiàng)目將在璧山基地進(jìn)行前期演示模擬與驗(yàn)證，為全國(guó)空間太陽(yáng)能電站技術(shù)研究提供參考。其計(jì)劃建設(shè)步驟為在2020年前進(jìn)行空間太陽(yáng)能電站實(shí)驗(yàn)基地及研發(fā)平臺(tái)建設(shè)，2025年左右實(shí)現(xiàn)中小規(guī)模平流層太陽(yáng)能電站及并網(wǎng)發(fā)電，2025年后開(kāi)展大規(guī)?？臻g太陽(yáng)能電站系統(tǒng)應(yīng)用工作。

“空間太陽(yáng)能電站的電能，主要通過(guò)無(wú)線方式進(jìn)行傳輸，通過(guò)微波，對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)、受災(zāi)地區(qū)等可進(jìn)行定向供電或移動(dòng)供電?！睏钍恐姓f(shuō)，其延伸出的無(wú)線輸能、無(wú)線通信等相關(guān)技術(shù)，對(duì)能源利用、科技創(chuàng)新等具有重要意義。

原標(biāo)題:重慶優(yōu)秀科學(xué)家楊士中：太空中建太陽(yáng)能電站破解能源供給難題