迪士尼動(dòng)畫《大英雄天團(tuán)》中虛構(gòu)的“舊京山”市上空飄滿了高空風(fēng)力發(fā)電氣球，雖然城市是虛構(gòu)，技術(shù)卻不是虛構(gòu)，高空能源（Altaeros Energies）所發(fā)展的高空風(fēng)力發(fā)電機(jī)在 2014 年獲日本軟銀（SoftBank）投資 700 萬美元；同為可再生能源，如今太陽(yáng)能也不甘示弱的往高空發(fā)展，法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心與東京大學(xué)合作經(jīng)營(yíng)的 NextPV 實(shí)驗(yàn)室提出高空太陽(yáng)能的構(gòu)想。

NextPV 實(shí)驗(yàn)室的法國(guó)總裁，專精電化學(xué)、表面化學(xué)與材料工程的尚法蘭索瓦?吉莫斯（Jean-Fran?ois Guillemoles）說明高空太陽(yáng)能的點(diǎn)子：太陽(yáng)能所謂不穩(wěn)定性，主要來自于天氣方面的干擾，當(dāng)云層飄過時(shí)，地面的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施因?yàn)殛?yáng)光遭到遮蔽而發(fā)生發(fā)電量急降，造成電網(wǎng)調(diào)度上的困擾，但是，在云層上方，整天都有太陽(yáng)，每天都是陽(yáng)光普照。至于該如何把太陽(yáng)能板架到高空中，辦法跟高空風(fēng)力發(fā)電一樣：采用大型氣球。
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以目前的電網(wǎng)技術(shù)，太陽(yáng)能受到云層飄過而發(fā)電中斷產(chǎn)生的調(diào)度問題，已經(jīng)可配合天氣預(yù)報(bào)預(yù)先準(zhǔn)備，不過云層遮蔽造成的發(fā)電量減少就無法避免，若采用高空太陽(yáng)能發(fā)電，在云層之上，不管地面是陰天與天照樣發(fā)電，加上減少穿過地面空氣與灰塵的厚度，如此一來，發(fā)電量可望為地面的 5 倍。
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但是高空氣球架上太陽(yáng)能板，萬一遇上臺(tái)風(fēng)怎么辦呢？簡(jiǎn)單，搭配氣象預(yù)報(bào)，若遇上極端氣候時(shí)，把氣球收下來即可；此外，為了避免飛機(jī)意外撞上，氣球也應(yīng)該裝上信號(hào)燈，信號(hào)燈耗用的電力不多，可由氣球本身所發(fā)的電提供。
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NextPV 目前正研究要以何種方式從氣球送電回地面，以及高空太陽(yáng)能發(fā)電相對(duì)于地面太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施的成本效益如何，不過 NextPV 重點(diǎn)不僅在于成本，氣球可移動(dòng)、安裝容易，這項(xiàng)特性，不僅使得設(shè)置裝置的碳足跡相當(dāng)?shù)停彩沟酶呖仗?yáng)能發(fā)電可以如高空風(fēng)力發(fā)電一樣可以自由收放、移動(dòng)位置，因此開啟許多應(yīng)用方式的可能性，如臨時(shí)支援偏遠(yuǎn)斷電區(qū)域，或是為臨時(shí)的偏遠(yuǎn)工程供電等。
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做為分布式能源使用
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然而，NextPV 的狂想還不僅止于此，既然高空太陽(yáng)能是以大型氣球?yàn)榛A(chǔ)，NextPV 甚至想以氣球本身為能源儲(chǔ)存方案，NextPV 打算以氫氣填充氣球，氫氣不僅能讓氣球漂浮，還能做為能源儲(chǔ)存，尚法蘭索瓦?吉莫斯認(rèn)為，高空太陽(yáng)能裝置可接上氫燃料電池系統(tǒng)，電力有余裕時(shí)，制造氫氣儲(chǔ)存于氣球本身；當(dāng)夜間需要用電時(shí)，就從氣球汲取氫，以氫燃料電池發(fā)電，氣球的大小可儲(chǔ)存 10 天的發(fā)電量，供應(yīng)夜間需求綽綽有余。
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不過這個(gè)氫儲(chǔ)存的狂想部分受到許多質(zhì)疑，首先是制氫設(shè)備要放在何處？若在氣球上，則將大為增加氣球重量，恐影響飄浮能力，若放在地面，則要有氫氣管線通往天上的氣球，顯然有相當(dāng)危險(xiǎn)性；其次是，目前許多國(guó)家都已經(jīng)明令禁止氫氣球，也就是說若是以氫氣填充氣球，則無法合法運(yùn)營(yíng)。
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其實(shí)若只是為了要夜間供電，也不用如此大費(fèi)周章，可在地面設(shè)置電池技術(shù)為基礎(chǔ)的能源儲(chǔ)存站即可，不論是用主流的鋰電池，或是應(yīng)用其他電池技術(shù)如液流電池等均可，電池站也可裝載在貨柜上，跟氣球一樣有移動(dòng)性，支援譬如偏遠(yuǎn)臨時(shí)工程等應(yīng)用。
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市場(chǎng)也質(zhì)疑高空太陽(yáng)能發(fā)電若是要連上電網(wǎng)，再加上并網(wǎng)所需的監(jiān)控、調(diào)控等成本，恐怕價(jià)格上沒有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。不過高空太陽(yáng)能若是真能實(shí)現(xiàn)，初期應(yīng)用顯然會(huì)是做為分布式能源使用，可支援臨時(shí)需用電的偏遠(yuǎn)地區(qū)、臨時(shí)性工程、偏遠(yuǎn)工業(yè)場(chǎng)址、礦場(chǎng)、軍事基地，或是支援災(zāi)難救助、野外研究、以及野外音樂會(huì)等各種臨時(shí)性活動(dòng)等，這些偏遠(yuǎn)或臨時(shí)工程的用電需求原本無法滿足或成本極高，高空太陽(yáng)能會(huì)是相當(dāng)好的解決方案，這些領(lǐng)域并不需要與電力公司電網(wǎng)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，最大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，反而可能將是高空風(fēng)力發(fā)電。
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當(dāng)技術(shù)發(fā)展成熟，高空太陽(yáng)能其實(shí)可望有更有效率、更多附加價(jià)值的應(yīng)用方式，例如，同樣以氣球搭載，高空太陽(yáng)能氣球可與高空風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)合，不僅一舉兩得，還能順帶解決夜間供電問題；陽(yáng)光普照的日子，高空太陽(yáng)能氣球飄浮城市上方，或可提供遮蔭降低熱島效應(yīng)，不僅本身發(fā)電，還能減少城市用電，這些都具有想像空間。無論如何，期望 NextPV 盡快打造出原型機(jī)開始測(cè)試吧。
Mixed Reaction to a Novel Balloon-Based Device for Storing Solar Power Above the Clouds
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（本文授權(quán)轉(zhuǎn)載自《科技新報(bào)》─〈法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心與東京大學(xué)發(fā)奇想，高空太陽(yáng)能云上發(fā)電〉）