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三万多公里高空建造“太空三峡”!首个太空发电站或诞生在我国

日期:2020-07-03    来源:科普大世界

国际太阳能光伏网

2020
07/03
14:47
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关键词: 太空发电站 太阳能发电站 太阳能利用率

随着人类科技的发展,今后我们将越来越快,越来越多地走向太空,在太空中工作和生活在未来都将不再是梦,但在太空中也是需要电能等能源供给的,不过在太空中却不能像在地球上建造水电站,火电站,风电站等,但人类可以建造太阳能发电站,而且由于太空中不会有烟尘以及天气因素的影响太空中的太阳能利用率比地球上高很多。很多科学家认为,将来可以在太空中利用太阳能发电,不但可以用它满足太空中的科研、生产和生活需求,还将电能运送到地球上,而这一设想就很接近弗里曼·戴森提出的“戴森球”能源利用设想了。

“戴森球”设想是弗里曼·戴森在1960年就提出的一种宇宙文明的能源利用方式。他认为包括人类在内,当一个文明的太空宇航技术发展到一定程度的时候,将可以直接大量利用来自于所在行星系的主恒星的能量,这种利用方式就是建造戴森球。

完整的戴森球是直径可达数亿公里的,包裹内部所在恒星的一个巨型球体,这样就可以利用来自整个恒星的光能,但一般不会达到这样的规模,因为那需要巨量的物质和巨量的利用需求,因此一般的行星级文明做不到也没必要做到,所以更多的戴森球结构应该是成片地存在于恒星周围,或者处于某个宜居行星的附近,为这颗行星上的文明提供所需的能量。

那么当我们人类开始在地球的周围大量接收太阳能量转化成电能,并将其传输回地球的方式,实际上已经和戴森球的能源利用方式别无二致。

俄罗斯卫星通讯社今年5月份报道,我国已经研发出了世界首个太空太阳能电站,而且在太空发电技术与地空能量传输研究方面领先全球,将来很可能建成首个真正的太空发电站。可能很多朋友对该消息存疑!实际上我国重庆市在2018年底,就在当地政府主导下由重庆大学、中国空间技术研究院西安分院、西安电子科技大学联合打造了璧山空间太阳能电站实验基地,这是我国首个空间太阳能电站实验基地,负责人就是中国工程院的杨士中院士,而他的团队研究目标就是要打造空间太阳能电站。

杨士中院士计划建造的空间太阳能电站将在距离地面3.6万公里的太空中,可避开大气层“衰减效应”,并不受昼夜、天气、地区纬度等自然因素的影响,发电量更是地面太阳能电站的几十倍,一平方米的光伏电池就可产生10到14千瓦的电力,200万平方米的光伏电池就相当于三峡发电站的装机容量了,而200万平方米的面积也就两平方公里,这样的发电效率在地球上的光能电站中是实现不了的。

打造重庆璧山空间太阳能实验基地,主要是对太空太阳能发电和传输进行前期演示模拟与验证,为全国空间太阳能电站技术研究提供参考。按照杨士中院士的计划,其建设步骤为在2020年前进行空间太阳能电站实验基地及研发平台建设,这方面已经取得初步成就;2025年左右将实现中小规模平流层太阳能电站及并网发电;2025年后将开展大规模空间太阳能电站系统应用工作,因此也可以说我国在打造“太空三峡”并不是梦,而很可能是在不远的将来就会实现的事情。

在太空中发的电怎么传输到地球上呢?这可能是很多朋友都有疑问的地方,杨士中院士说“空间太阳能电站的电能,主要通过无线方式进行传输,通过微波,对偏远地区、受灾地区等可进行定向供电或移动供电。”所以该研究项目还会延伸出无线输能、无线通信等相关技术,这对我国的能源利用、科技创新等方面也具有重要意义。

不过在太空建造空间太阳能电站也需要运送大量的物资到太空中,比如需要的太阳能电池板就非常多,所以建造时就要将各种设备运送到3.6万公里高的太空中,一个大型太空发电站重量预估上万吨,耗资达数千亿,这需要大推力火箭作为“太空卡车”往来运输物资,我国的长征九号未来或将担负这样的任务。

参考资料:

《中国新闻网》2018年12月10日文章《中国将建空间太阳能实验基地》

《华龙网》5月20日文章《工程院院士杨士中:太空中建太阳能电站破解能源供给难题》

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