美国企业家埃隆·马斯克最近透露,计划每年向太空部署1亿千瓦太阳能人工智能卫星能源网络;我国目前正稳步推进空间太阳能电站“逐日工程”,计划于2030年前后开展兆瓦级在轨试验。
其实,把发电站建在太空,这一曾经只出现在科幻作品里的大胆构想,如今正加速走向现实。
空间太阳能电站的构想,最早由美国科学家彼得·格拉赛在1968年提出。“空间太阳能电站的原理并不复杂,如同太空中的巨型卫星:在轨运行的太阳能板始终精准对准太阳,全天候接收太阳能,再将电能转化为微波,定向传输至地面接收站,最终转换为常规电能并入电网。”中国科学院物理研究所博士王利邦说。
太空中没有云层遮挡、不分昼夜交替、不受大气削弱,太阳能利用效率大幅提升。在合适轨道上,同等面积的太阳能电池板,接收的辐射能是地面的8至10倍,可实现24小时不间断发电。
此外,空间太阳能电站扩展性也极强,理论上通过规模化建设,就能满足全球持续增长的能源需求。
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“不过,空间太阳能电站的电想要走进寻常生活,实现大规模商用仍面临诸多技术难关。”王利邦介绍说,无线能量传输损耗较高,全链路转化效率偏低,还需要公里级巨型地面接收天线,占地广、成本高;太空环境极端恶劣,剧烈温差与强辐射会快速损耗设备性能,必须使用昂贵的抗辐射特种材料;一座商用空间太阳能电站需要上万吨设备送入太空,对重型火箭发射、太空机器人组装与自主维护技术要求极高。
也就是说,这些痛点会让空间太阳能电站的电价远高于传统能源,短期内难以市场化推广。
但总体来看,空间太阳能电站是未来清洁能源的重要方向,只是规模化商用还有待技术上的持续突破。
来源:科普时报
作者:陈杰
编辑:吴桐
审核:王飞
终审:尹传红
本文转载自公众微信号:中国科普网
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