空間太陽能發電平臺的構想最早由美國科學家彼得·格拉賽于1968年提出,指的是在空間將太陽能轉化為電能,再通過無線方式傳輸到地面的電力系統。相對目前衛星和空間站的電源系統,其規模和能力要大得多。空間太陽能電站主要包括三部分:太陽能發電裝置、能量轉換和發射裝置、地面接收和轉換裝置。發電裝置將太陽能轉化成為電能,能量轉換裝置將電能轉換成微波或激光等,利用天線向地面發送;地面接收系統接收到空間能束后再將其轉換成為電能。
當前,地面太陽能技術是發展最快的可再生能源技術之一。但與地面太陽能技術相比,空間太陽能電站具有發電效率高、零污染排放、全天候使用等優點,美歐等國早已對空間太陽能發電平臺展開預先研究,并初步證明其可行性。2011年美國曼金斯教授在美國宇航局創新先進概念項目中,提出任意相控陣空間太陽能電站模型,這種太陽能衛星在地球同步軌道工作,采用“三明治”結構。日本宇宙系統開發利用機構在2015年成功組織開展高精度無線能量傳輸驗證,證明能量傳輸可行性,為發展空間太陽能電站提供技術支持。
空間太陽能電站不僅可用于民用領域,在軍事領域也具有發展前景。未來軍事行動對電力供應需求越來越高。空間太陽能發電平臺可以向某些區域提供源源不斷的電能,從而彌補電力缺口。如果在地面和空中戰術平臺上安裝能量接收裝置,空間太陽能發電平臺甚至可以直接向各種戰術平臺供能,不僅延長裝備執行任務時間,還能及時喚醒因斷電陷入“癱瘓”的作戰單元。正如美空軍研究實驗所所長費爾特稱:“能源是美國國家和國防部的一個戰略促成點,同時也是潛在弱點。為確保(我們)成功,必須在正確時間、正確地點擁有所需能源。”另外,空間太陽能發電平臺本身裝備有微波或激光發射器,可通過發射大功率微波或激光攻擊敵方目標,因此具備發展為天基定向能武器潛力。
如此看來,盡管目前空間太陽能發電站距離實際應用還很遠,但已經走出科幻,正逐步走向現實。