有朋友会说，为什么要选在太空发电？就在地面建设太阳能电站不好吗？节能环保，不需要考虑电力运输等一大堆麻烦问题。
这样的质疑确实有其道理。本来太阳能发电相对于传统火电来说不具优势，它的初期建设投资成本高、效率低、占地面积巨大、电力输出不稳定、需要配套建设强大的储能设施......要不是面临越来越大的温室气体减排压力，恐怕没有哪一个国家当局愿意在太阳能发电上投资。既然成本竞争已经处于劣势，为什么还要把发电站搬到太空，人为去扩大这种劣势呢？
一、我们为什么要选择在太空进行太阳能发电？
首先，在太空收集太阳能的时间更长，可以做到一年365天、一天24小时不间断地收集太阳光。
在太空中没有白天与黑夜，只要电站的位置合适，我们能将太阳能电池始终对准太阳。这是任何一个地面太阳能电站都做不到的，因为地球在不停自转，晚上没有阳光，电站没办法发电。
（太阳能发电）
其次，在太空中没有云层遮挡，没有灰尘，更没有雨雪天气，太阳能电池可以稳定地吸收能量。
当云层飘过时，地面太阳能电池接收不到阳光，它输出的电流就会受到影响。为了使输出的电能稳定“干净”地并入电网，往往要经过一道蓄电池的充放电过程，建设这个庞大的蓄电池组需要非常多的投资，同时当它退役后也将带来更多环境压力。
第三，太空中太阳辐射强度更高。
由于大气层和云层的阻挡，实际到达地面的太阳辐射会被大幅削弱。即便是晴朗无云的中午，也只有大约70%的太阳能量到达地面，如果天空中水气比较多，这个比例将下降到50%。如果是多云的天气甚至阴天，地面能接受到的太阳辐射将更低。
地球是球形的，这意味着在一年中的四季和一天中的不同时间里，位于地球某一个地区单位面积所接收到的太阳辐射能量是不断变化的，海平面1000W/m2的最大辐照度只是一个理想数值，实际上在某个地方建设太阳能电站，它在一年中只有极少时间能达到这种理想状态。
在地球大气层的上方，太阳辐照度则不受地球环境的任何影响，它只与地球轨道偏心率带来的日地之间的距离变化相关，从1月初的1.412KW/m2到7月初的1.321KW/m2之间波动。
由此我们可以看出，如果选择在地球与太阳之间的太空某个地方建设太阳能电站，只要轨道合理，它就可以每时每刻以最高的效率发电。
（国际空间站上的太阳能电池组件）
小结：太空太阳能发电比地面太阳能发电更清洁更高效，可以源源不断供应电能，是它的优势所在。
二、太空太阳能发电潜力巨大，我们为什么没有在太空进行太阳能发电？
首先是成本因素。
以人类目前的航天科技水平，我们每向太空发射1公斤的物体，需要支付高昂的代价。以美国“重型猎鹰”火箭为例，这枚马斯克口中“世界最具性价比”的运载火箭一次将63吨物体送到近地轨道的报价达到约1.5亿美元，也就是说每发射1公斤物体，客户需要支付2381美元的运费。这还只是400多公里高度近地轨道的发射价格。
我们知道，因为近地轨道拥有目前最多数量的人造卫星，它是个交通繁忙的地带，加上数不清的太空碎片，你几乎不可能将太空太阳能电站部署到这里，事实上连距离赤道3.6万公里高空的地球同步轨道，也不是设置太阳能电站的理想场所。
如果要想将太阳能电站发射到更高更远的地方，以人类目前的航天水平，其建设成本将是天价。
（“猎鹰重型”运载火箭发射升空）
其次是技术问题。
我们知道，受地球引力的影响，所有围绕地球运行的人造卫星必须以一个向前的速度飞行，才能保证不被地球引力拉入大气层焚毁。这意味着太阳能电站无论是设在近地轨道还是地球同步轨道，它都无法24小时对准太阳，这将大幅度减少光照时间，从而降低其发电效率。
要想摆脱地球引力，我们需要将它放到距离地球更远的地方，这就是地球与太阳之间的引力平衡点——拉格朗日L1点。它位于地球与太阳之间的连线、距离地球大约150万公里的太空。
（地球与太阳间拉格朗日点示意图，这不是实际比例）
将太空电站设在拉格朗日L1点的好处是，它不需要再围绕地球飞行以平衡地球引力，同时只需要极少的能量就能保持自己的位置与状态，这种能量还可以直接从太阳获取。
由此带来的问题是：失去了地球磁场的保护，太阳能组件将比地面老化速度快8倍。
第三是安全问题。
在太空发电，我们需要将巨大的电能以某种形式传送回地球，以供人们使用。
你无法想象从太空引一条粗重的电缆将电能引到地面，这强大的电能需要通过无线方式传输。
或者使用激光，或者使用电磁波。
高能激光束在穿过大气层的过程中会有相当一部分被大气所吸收，所以使用激光传输能量不是最优方案。激光传输的优势在于它的指向性强，能量高度集中，可以在太空进行极远距离的精确传输。比如说，将拉格朗日L1点的能量精确发射到月球表面的能量接收装置，或者位于近地轨道的能量中转卫星，这都可以采用高能激光束来进行。
（大气层对于波长在7.5厘米-15米之间的微波是“透明”的）
相比之下，将能量从太空下传到地球表面，利用微波传递或许是更好的选择。因为波长在7.5厘米-15米之间的微波波束几乎不受大气影响，它可以直达地面。同时，以目前最新的技术水平将微波重新转化为电能，其转换效率能超过95%。
值得注意的是，无论激光还是微波，如果利用其传输极高功率的能量，它带来的杀伤力也是惊人的。一旦波束被改变方向，它可以轻易摧毁一座城市甚至一个国家。所以近期内国际社会不可能同意在太空建造这样一柄达摩克利斯之剑，除非未来有充分的理由相信这个能量传输系统稳定可控且绝对安全。
小结：太空太阳能电站目前的建设成本高昂、有技术问题需要解决，并且存在严重的安全隐患，是它无法推进的主要原因。
三、太空太阳能发电将成为必然选择。
也许人类一千年甚至一万年内都不会有向太空要电的需求，但终有一天我们头顶的太阳会逼迫我们不得不这么做。
因为太阳一直在变热，并且将越来越热。
（太阳生命历程中光度的变化曲线）
太阳热能是地球能源的最主要来源，自太阳诞生以来的45亿多年里，太阳正变得越来越亮，据科学家们计算，未来的10亿年内，太阳有可能比现在亮20%，即使到时候人类还在，地球也将越来越不适合生存。
我们无法使太阳凉快下来，也没有能力带着地球家园去“流浪”，唯一可行的办法就是给地球撑一把“遮阳伞”，暂称之为“蔽日计划”。
“蔽日计划”
这个设想简单地说，就是在地球与太阳之间的拉格朗日L1点，用大量的不透光薄膜设备拼装一张面积达382万平方公里的大伞。根据计算，这张大伞可以将射向地球的太阳辐射能量遮挡大约3%，可以使地球表面温度下降约2度。如果太阳继续变热，人类可以进一步加大这把伞的面积，使地表温度维持在适合的范围内。如果届时没有其它灾难发生，这个“蔽日计划”将为地球上的生命争取至少20亿年宝贵时间。
（太阳辐射是地球能量的主要来源）
人类届时能在太空中打造成功这张巨伞，也势必有能力利用这数百万平方公里面积的一部分来搞太阳能发电。
若仅将这张巨伞的1/4，也就是将大约100万平方公里的面积打造成太空太阳能电站，能发多少电呢？
我们以拉格朗日L点太阳平均辐照度1.4KW/m2、太阳能电池光电转换效率40%计算，1平方米的太空太阳能电池每小时可以发电0.56KWh，100万平方公里每小时可发电5600亿度电！
这个太阳能电站一年能产生多少电能呢？是4905600TWh。2017年全球发电量是2600TWh，也就是说这一个太空电站所产生的电能是2017年全球发电总量的1887倍！
（太空太阳能发电）
四、这么大的太空太阳能电站如何打造？
经过计算，用0.01毫米厚的铝箔打造一张382万平方公里的太空巨伞，我们需要发射总共约1亿吨的铝箔上太空，这还不包括支撑结构和必要的调姿组件。而如果要将其中的100万平方公里换成太阳能电池组件，即便是届时人类科技水平极度发达，太阳能电池能做到最轻，它也不会比0.01毫米的铝箔更轻更薄。因此人类不可能从地球发射如此巨量的设备到地日拉格朗日L1点。
唯一的选择是在距离地球38万公里的月球上建设工厂和发射基地，用电磁弹射的方式从月球将这些组件运送到太空进行拼接安装。据对月球地质情况分析的结果判断，月球表面平原地区约有15%的铝矾土，山地地区的铝矾土含量为24%；而月球表面二氧化硅的含量更是高达45%。所以在月球表面具备冶炼铝和制造硅基太阳能电池的基本条件。
同时由于月球本身的引力只有地球的1/6，逃逸速度仅为2.4公里/秒，并且在某些时间它距离拉格朗日L2点更近，所以未来以月球为基地建设一个强大的太空电站，可能性更大，经济上也更为合算。
五、未来不得不做的选择题。
尽管需要在经济上做出巨大的投入，“蔽日计划”未来都是人类不得不做的一道选择题，就如同“流浪地球”计划中人类倾其所有打造1万多台“行星发动机”要带着地球去“流浪”一样。
即使太阳发生“氦闪”事件要等到70亿年以后，但在未来的10亿年间越来越热的太阳就已经迫使人类要做出选择：是选择在烈日的烘烤下死亡，还是倾其所有开展自救？
如果届时人类有智慧、有能力遮挡一部分阳光，降低地球的温度，也就一定有能力将这一部分阳光利用起来，将其用于发电。
（一个大型微波天线，它可以接收微波能量）
当然，未来用于接收太空强大能量的微波装置可能非常巨大，它的直径有可能达到1公里，这样的天线或者设置在沙漠中心，或者设置在地球两极。无论是电能的发射还是地面接收系统都将处于一个国际性机构的严密控制之下，以防被不法者加以利用。
六、太空强大的电能并非一定要回传到地面。
前面提到在月球上建设工业基地和太空发射设施，都需要大量的电能，月球上没有化石能源可用，所以将太空收集到的太阳能以高能激光发射到月球上，可以为月球设施持续供电。
人类未来面临的另一个严重威胁，就是正在减弱并随时可能发生的地磁逆转。根据目前已经掌握的证据，地磁逆转将持续几百年甚至上千年的时间。当地球磁场南北极对调之后，它的强度会逐渐恢复到正常范围，但在地磁逆转的几百年间，因磁极混乱，其强度将大幅度削弱。
地球磁场是保护地球上一切生命的无形之盾，如果失去磁场的保护，强烈的太阳辐射和太阳风将轰击地球表面，造成极其严重的后果。因此未来人类需要在高轨道人为建造一个强大的磁环，用人造磁场来铸造生命之盾，这个磁环需要极大的电能才能产生巨大的磁场。相信未来太空太阳能电站所产生的强大电能可以为这个磁环提供电能。
（当地球磁场减弱时，人造磁环将成为生命之盾）
