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【科技创新世界潮】

随着人类生活电气化程度不断提升，以及大数据与人工智能技术迅猛发展，全球能源需求正以前所未有的速度增长。风能、太阳能等地面可再生能源固然重要，但它们具有间歇性，且需要占用广阔的土地资源。在这样的背景下，天基太阳能（SBSP）或将成为一条通往真正清洁、富足能源未来的新路径。

据世界经济论坛官网近日报道，随着发射成本下降与规模化制造技术的进步，天基太阳能在技术和经济层面已具备可行性，有望成为一种丰富且可持续的新能源。当然，要将这一愿景变为现实，仍需克服一些关键技术障碍，例如进一步降低发射成本、提升向地球传输电力的效率等。

优势多且前景广

风力与太阳能发电受天气、环境等因素影响较大。例如，地面太阳能易受云层遮蔽，因此供应不稳定；而传统核电站会产生放射性废料，带来污染风险。相比之下，太空中的阳光强度高出地面5—10倍，不仅能量充沛，还能提供持续、洁净的电力。

天基太阳能是一套部署于地球轨道的发电系统。它通过太阳能电池板收集能量，再以无线方式传回地面的接收天线。这一构想最早由美国科学家彼得·格拉泽在1968年提出：将大型太阳能卫星部署在距地球约36000公里的静止轨道上，使其全天候沐浴在阳光中。随后，这些持续不断的太阳能被转化为微波，发射至地面接收站。这些微波本身是安全的，其峰值强度约为230W/m2，相当于正午阳光强度的1/4。

早在20世纪70年代，天基太阳能就被认为在技术上可行。直到近十年来，随着发射成本下降与规模化制造技术的突破，它才真正具备了经济可行性。

天基太阳能的优势十分显著：能提供稳定可靠的基载电力——这种持续性过去只能依靠化石能源或核能实现。此外，太空中更高的光照强度，也使天基太阳能板单位面积发电效率远超地面，从而节约大量土地资源。美国国家航空航天局最近的一项研究甚至预测，一种天基太阳能模型能在一年99%的时间内发电。

这种高能量密度也有望大幅降低材料消耗，不仅使其更具可持续性，也有助于缓解资源压力。同时，天基太阳能具备高度灵活的调度能力。每颗卫星可覆盖地球1/4的区域，几乎能实现洲际电力的瞬时传输，犹如太空中一座高效的“能源互联枢纽”。研究表明，天基太阳能有望以极具竞争力的成本，满足人类大部分能源需求。

多国竞相布局

一场围绕可持续能源的“太空竞赛”已经拉开帷幕，世界各国与私营企业正纷纷加大对天基太阳能的投入。

2023年8月，美国加州理工学院的天基太阳能演示原型实现首次太空无线能量传输。该原型通过名为MAPLE的轻型微波发射器，在太空中完成太阳能采集与传输，不仅点亮了一对LED灯，更将能量传回地面——加州理工学院戈登和贝蒂·摩尔工程实验室屋顶的接收器准确捕捉到了这份“天外馈赠”。

中国也在稳步推进千米级阵列建设目标，计划于2028年实现突破。目前，重庆“天基太阳能电站实验基地”与西安“全链路地面演示验证系统”两大平台已启动建设。其中西安系统于2022年6月完成全链路能量转换传输实验，实现55米垂直距离微波输能，发射功率超2千瓦。根据中国科学院发布的技术路线图，中国有望在2030—2050年间建成首套商业化空间太阳能发电系统。

欧洲空间局于2023年1月启动SOLARIS预先研发计划，计划3年内投入6000万欧元攻关太阳能电池、能量转换器、空间机器人等核心技术，为2025年后开展在轨验证铺平道路。

英国也跻身天基太阳能“玩家”行列。据英国科技新闻网站今年4月28日报道，英国的“恒定孔径、固态集成、轨道相控阵列”（CASSIOPeiA）概念已被政府采纳，作为天基太阳能发电厂演示项目的起点。参与该项目的几家公司计划6年内交付商业系统。英国还成立了由90多个工业、学术机构和政府组织组成的太空能源倡议，加速推进天基太阳能发展。

在快速变化的2023年，家庭用电方式也迎来了一系列新的变革。随着國家对绿色能源和智慧城市建设的重视，家庭电费的结构、计费方式以及用电管理手段都在不断优化升级。这不仅影响着我们的日常生活，也为家庭能源管理提供了更多可能性。本部分将带你深入了解家庭电费的最新理论基础，剖析背后的政策调整，以及未来家庭用電的發展方向。

家庭电费的核心构成在不断变化。传统的计费模式主要依据用电量计费，但随着智能电网和智能电表的普及，收费方式逐渐多样化。例如，时段计费（峰谷电价）开始推广，鼓励用户在用电低谷时段减少用電，从而平衡电网负荷。这一变化不仅对家庭财务管理提出了新的挑戰，也促使家庭成为能源管理的主动参与者。

2023年的家庭電费政策更趋向于绿色与节能。各种补贴和奖励措施鼓励家庭安装光伏发电设备、储能装置，以及购买节能家电，形成“绿電+储能”的新生态。国家推动的“家用光伏+储能”项目，为家庭降低电费带来了实实在在的好处，同時也促进了可再生能源的充分利用。

这一趋势为每个家庭提供了更为多样的选择和更优的经济激励。

智能电表的普及是另一个关键驱动力。通过实时监控用电情况，家庭可以精准掌握每小时、甚至每分钟的用电数据，科学安排用电时间。例如，智能电表结合手机APP，可以动态提醒用户在电价低谷时段用電，或主动调整不必要的高耗能设备。这不仅帮助家庭节省電费，还能实现能源的高效利用，减少不必要的浪费。

用電需求的多样化也带来新的理论挑战。除了基本的照明、空调、厨房电器外，新能源车充电、电热水器、智能安防系统、家用机器人等新型设备的普及，让家庭用電负荷呈现多峰化趋势。科学合理的用電预测模型和能量管理策略变得尤为重要，以确保家庭既能享受智能、便捷的用电体验，又能降低整體能源成本。

未来的家庭用电，更像是一个智能、绿色、互联的系统。利用人工智能算法结合大数据分析，家庭可以实现个性化的用电建议，比如在電价最低时段安排洗衣、充電，或者根据家庭成员作息调整空调和暖气的使用。随着区块链技术的引入，電费结算的透明度和可信度也在提升，為家庭带来更高的安全感和信任度。

2023年的家庭電费虽没有根本变革，但在细节层面却充满创新。政策引导、技術升级、家庭自我管理等多方面共同打造一个绿色、智能、节能的家庭用電生态。理解这些家庭理论的最新发展，有助于我们不仅合理控制家庭支出，也为绿色生活贡献一份力量。

【下一部分预告】深度剖析节能策略与智能电力管理方案，讓你的家庭在2023年真正实现“省钱、省心、省力”！敬请期待。

在家庭用电的浪潮中，节能策略与智能管理方案犹如双引擎，推动着每个家庭迈向更加高效、绿色的未来。2023年，随着科技的不断突破和政策的持续支持，家庭能源管理的实践操作变得更加科学、智能和全面。不论是单纯的节能技巧，还是系统的能源优化方案，都在不断地丰富和完善中，助力家庭实现经济与环境的双重收益。

先说节能策略，最基础也是最易实践的，就是合理使用各类家電。例如，空调、冰箱、洗衣機等大功率设备是家庭用能的主要来源。掌握合理的使用方式，可以显著降低电费。夏季合理调节空调温度，比如将室温保持在26-28℃，开启节能模式，避免频繁开关，能在不牺牲舒适度的同時节省大量能源。

合理安排洗衣时间，避免在峰谷电价高峰使用洗衣机。使用高效能等级的家电也是节能的关键，虽然初期投資略高，但长远来看能大大降低能耗。

另一个重要技巧是采用智能家居系统。包括智能灯具、智能暖通设备、智能插座和能耗监控器。这些设备不仅可以通过手机或語音控制，还可以根据家庭成员的作息习惯自动调节用電，最大程度减少无效消耗。比方说，智能灯可以在没有人时自动关闭，智能暖气自动调节温度以适应天氣变化，所有这些都在不影响生活质量的前提下，大大节省了电费。

在家庭能源管理方面，新能源+储能系统渐渐成为新宠。家庭光伏发电结合储能装置，可以实现“自发自用、多余上网”的理想模式。这不仅减轻了传统电网负担，还能获得電费补贴和奖励，从而降低整體生活成本。即便是在阴天或夜间，储能系统能保证家庭用电连续，避免高峰期的高价，真正实现用电的智能调度。

智能电力管理平台也是当前的热潮之一。平台通过集成家庭的所有能源设备，建立动态能量流管理系统。通过大数据分析和机器学習算法，可以预测家庭未来的用电需求，提前调整设备运行时间。例如，在预计用电高峰之前，提前启用储能设备，为家庭提供稳定的能量供应。

这样不仅保证了家庭電力的连续性，也最大限度地减少了用电成本。

绿色能源的推广也在推动家庭能源结构的优化。除了光伏之外，家庭还可以接入风能、地热能等分布式能源。配合政府的补贴政策，有条件的家庭可以考虑组装微型能源系统，实现完全自主供能。互动式的能源平台还能将家庭的用电情况与电网实时连接，参与“需求响应”项目，轻松实现用電的主动调控。

至于具体措施，家庭还可以从改变生活习惯入手。例如，用电高峰时段减少使用热水器、洗碗机、烘干机等高耗能设备，培养“用电分時”习惯。合理规划能源使用计划，利用智能应用优化每个家庭成員的用电行為，讓用电变得科学、智慧而不会造成不必要的開支。

当所有策略融汇贯通，一个智能、绿色、节能的家庭能源管理系统就會成形。这不仅能够帮助家庭有效降低电费支出，更是践行绿色环保的具体表现。未来，伴随着AI、物联网和区块链等新兴技术的不断成熟，我们的家庭能源管理将变得无比高效和便捷。

一言以蔽之，2023年家庭用电的未来属于智慧与绿色结合的新时代。无论是简单的生活习惯调整，还是复杂的智能系统部署，都能讓你在增强生活品质的节省每一分钱的电费。掌握这些最新的家庭能源优化方案，让你的家成为环保先锋，也让钱包变得更加富裕。

【总结】未来已来，用电节能不再苦恼。从智能管理到绿色能源，从生活習惯到科技应用，家庭用電的每一环都充满无限可能。让我们携手迎接这个绿色智慧的2023，用更聪明、更环保的方式，点亮每一个温暖的家。

【完】

日本将天基太阳能列为重点发展方向，持续开展关键技术验证。2024年12月，日本宇宙航空研究开发机构与航天系统金年会成功完成空地长距离微波输能实验：搭载发射器的飞机在7000米高空向地面精准传输微波，部署于地面的13台接收设备均成功捕获能量。

诸多技术亟待攻关

尽管天基太阳能前景广阔，但要实现这一宏伟蓝图，仍需在多个关键技术领域实现突破。

首先便是发射成本难题。虽然全球卫星发射成本持续走低，但欧洲空间局表示，建设国际空间站尚需数十次发射，规模更大的天基太阳能空间站所需发射次数将更为惊人。值得期待的是，可重复使用火箭技术的成熟正显著改善太空经济性，为天基太阳能商业化之路注入强劲动能。

其次，技术挑战同样不容小觑。目前虽已实现数公里距离的无线传能，但要将千兆瓦级电力高效稳定地传回地面，仍面临重大技术瓶颈。与此同时，如何在太空中利用自主机器人精准组装、维护巨型空间结构，也成为亟待攻克的技术难关。（本报记者 刘 霞）

图片来源：观察网记者 李梓萌 摄

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