在能源日益短缺的今天,如何有效地寻找新的能源来源方式成为了各国最为重要的课题之一。
我们都知道,传统的能源中,以煤炭,石油为最主要的能源来源方式,20世纪以来,又开发出了核能这一相对稳定,清洁的能源。
还有利用大自然规律制作的风力发电厂,水力发电等等技术。
即便是如此,我们对于能源的需求依然是极为迫切,科学家们又把眼光盯上了自地球诞生以来就为地球生命提供能源的永久性能量源--太阳。
对于太阳能的利用,在我们的生活中几乎随处可见,光伏发电就是其中一项最为重要的技术,在一些光照条件好的地区,我们几乎随处可以看到那些面朝太阳的巨大太阳能聚能板。
就连我们的绝大部分的航天器的能源也是来源于太阳能聚能板转换而来的电能。
那么,对于这样一个取之不尽用之不竭的能源,我们为什么不加大利用它的强度呢?
这里面涉及到问题就有些多了,并不是所有的地方都可以假设太阳能聚能板,我们需要考虑到的不仅仅是天气的问题,还有地形,环境,昼夜等等因素,因此,在地球这个载体上,确实无法实现大规模的太阳能发电的方式。
并且,地面上的太阳能转换率在单位面积上和太空中有着近十几倍的差距。比如说太空中2平方公里的太阳能发电量就相当于我国的三峡发电站的装机总量,这是一件多么恐怖的事情?
对于这种情况,科学家们提出了一个更加疯狂的概念,那就是建立太空太阳能发电站!
?!初始一听,我们甚至都会当做这是一个天方夜谭的事情,可是就在我们国家,就在重庆市,我国首个
在重庆市璧山区正式开工建设,它是我国西部(重庆)科学城璧山片区无线能量传输及环境影响科学工程的重要项目,将开建空间太阳能发电站实验科普综合楼、试验平台。
此次计划其实早在年前后就在进行空间太阳能电站实验基地及研发平台建设,虽然由于疫情原因耽误了一些时间,但这一步也正在进行中;
第二步是年前后实现中小规模的平流层太阳能电站并且并网发电,平流层位于离地表10公里至50公里的高空,位于对流层之上,因此不会受地表天气的影响;
第三步是在年后开展大规模空间太阳能电站的系统应用工作,到时候发电站将悬浮在离地球3.6万公里的高空之上,所以我国“太空三峡”的建造已经是在进行中了,不远的将来,我国的太空发电站必将伴随着地球运行。
这可能是“戴森球”的前身哦。
但是如何做到,对于我国来说还真不是一件轻松的事情,当然,也不是很难。
其实关于太空发电技术,我们需要攻克的技术难关主要有两点。
一如何架设太空发电站。
我国现有的航空技术足以为我们这一设想提供最为坚实的后盾。
空间站的建设成功,代表着我们有着完善的太空组装运输技术,拥有在太空中组建大型基地的能力。
航天员的完美出舱7小时更是代表了我国有着舱外的工作能力,这对于2平方公里面积的太阳能聚能板的建设至关重要。
如果我们不能舱外作业,搭建太阳能聚能板矩阵也就成了一句空话。
这样的技术和这样完备的太空航天员,还有具有无比超强能力的太空机械臂才是我们能够建设太空发电站的底气所在。
二如何运输电力。
根据现在的科学技术,太空电力的运输就像是太空中和地球之间拉了一条电线,而这个电线肯定不能是实体存在的,只能是以能量传输的方式进行。
这就对能源转换方式提出了巨大的要求。自从二十世纪六十年代以来,人类就从科学角度论证了这种技术的可行性,从太空轨道往地面发射微波的概念证实是可行的。
美国和日本两国的科研人员已跨越了SBSP技术的一个重要门槛,他们在夏威夷两座相距90英里的海岛上,成功实现了微波级能量的无线远距传输,而这个距离,基本相当于大气层的距离。
这就代表着从太空中是可以通过微波传输的方式传输能量的。
比如说被俘获的太阳能就在卫星上被转换成含有能量的电磁波,即特定波段的微波。
为传送到地面,微波的理想频率应为2.45GH(千兆赫)或5.8GH,这两个波段都处于红外线与FM/AM无线电信号之间,最容易穿透大气层,穿透大气层的过程中也许会有一些损耗,但是综合数据表明,损耗可能不超过2%。
微波能将在空中形成一道无形的微波柱,直径大约为一英里或两三公里。
地面上有依网格化排列的椭圆形天线,叫做网格天线,占地面积与微波柱相当,专门接受微波能,转换后即可送往传统的输电网。
从而就真正实现了太空发电站和地面接收的完美融合,使得太空发电站彻底有了成为现实的基础。此次重庆市璧山区的空间太阳能电站实验基地就是引领这一领域,从理论阶段正式走入到现场实施阶段。
从而我国很有可能从此进入清洁能源时代,从太空中源源不断地传输下海量的能源,从而促进我国的快速发展。
从而摆脱日渐枯竭的煤炭石油时代。