我国将建太空发电站,完成可供人类用电10万年?技术再次领先世界

#头条科技复薪计划第二期#你知道太空太阳能发电站吗?


我国将建太空发电站,完成可供人类用电10万年?技术再次领先世界

当有些国家还在费劲研究它的概念时,我国已经进入该项目的第二阶段。据说当电站建设完成后,发电量可供地球上的人类,用上10万年。这意味着,我国的又一项技术再次领先世界。


我国将建太空发电站,完成可供人类用电10万年?技术再次领先世界


想象一下,当漂浮在太空中的太阳能发电站,源源不断地给地球传递能量。这个场景也许听起来有点像科幻小说,但从我国已经进入第二阶段建设的现状来看,这一科幻场景很可能变成现实。


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那么太空太阳能发电站是什么?它和地球上的太阳能发电站有何不同?我们又为何,要花费巨大的人力物力来建造它呢?下面就跟着罗叔,一起去探索其中的答案。


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太空太阳发电站是什么?地球上的太阳能发电站大家都知道,太空太阳能发电的原理和其基本一样,简单来说就是将光能转化为电能。但很多人不知道的是,这其中又分为光-热-电转换方式,和光-电直接转换方式,因为光-热-电的转换方式效率很低,且成本较高,所以目前很少使用。大家比较喜欢的,还是光-电直接转换的方式。


其具体的工作原理就是,阳光照射在太阳能电池上,然后带着足够能量的光子,在半导体材料P型硅和N型硅中,将在共价键也就是价带中的电子,激发到一个能量空间导带中。在这个导带中,所有的自由电子全部被集中起来,然后在绝对零度的条件下,形成被电子占满的最高能带。而原来价带中电子流失,所空出来的空穴,就被其他电子补上,然后再形成新的空穴,再被电子补上,由此形成的大量电子-空穴对。在这个过程中,电子流向带正电的区间,空穴流向带负电的区间,接通电路后,就形成了电流。别看太空太阳能的发电原理如此简单,它要建设起来可是相当复杂的。


太空太阳能发电站和普通的太阳能发电站有何不同?


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和地球上的太阳能发电站不同的是,太空太阳能发电站又多了两步,一步是将太阳能电池板,用卫星发射到太空中。另一步将太阳能发电站储存的能源,传回地球,虽然前者对全球有能力发射卫星的,国家来说是轻而易举的事情,但别的国家要想在短期内实现,也是比较困难的。而后者,也就是怎么将其中储存的能量传回地球,供人类使用,对全球来说都是一个难题。


虽然从工作原理上来看,太空太阳能发电站的传递原理较为简单,就是在将光能转换为电能以后,将其再转换成高频的无线电波,从而把电波传回地球。但是其操作难度不是一般的大,目前关于这方面的研究也不少,但其中比较靠谱的有两个,一个是通过激光将能源发回地球,另一个是通过微波装置向地球发射能量,然后在通过地球上的接收装置,将其转换为电能。要想在太空和地面之间完美实现交流,其实是很复杂的,尤其是在太空中,太阳能电池板是否能自主完成所有操作,再加上后期的维护,更是难上加难。


既然建设太空太阳能发电站如此困难,我们为何还要花费大价钱来建设呢。


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其实太空太阳能发电站的概念,是在上世纪首次提出的,但在它提出以后,全世界的人们就致力于将其变为现实。


这是因为随着科技的不断进步,我们越来越发现,地球的资源已经无法满足,人类日益增长的需求了,虽然大家在很久之前,就已经有了节约资源的意识,后来更是发明了“地球一小时”的活动,就是想要提醒大家节约能源。但是要想实现经济水平的飞速发展,根本就离不开对能源的大量消耗,只靠“节流”来维护地球有限的资源,一点儿也不现实,所以就只剩下一个办法,那就是“开源”。


这里的“开源”,其实就是我们从地球之外的太空获取能源。而罗叔一开始提到的太空太阳能发电站,就是我们从中获取电能的新途径。


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虽说目前全球太阳发电站的技术,已经相当成熟,除了效率在不断提高,成本更是越来越少,还属于清洁可再生的能源,但它有一个很大的缺陷,那就是能量供应不能持续,我们用电大概是一天24小时不能间断,但是太阳能发电站只有在阳光充足时,才能发电,无法满足用电的需求,这时我们就需要一种,可以大规模储存电能的方法。


而且根据相关研究,用这种方式发电,一个地面接收站将可以达到,50亿瓦的发电功率。这是一个什么概念呢?目前全球最大的太阳能发电站,发电能力是2245兆瓦,太空太阳能发电站的发电量,是它的2倍还要多,这其中的好处显而易见。所以建设太空太阳能发电站,也就是势在必行的事了。


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而我们呢,从上世纪50年代开始,就积累了大量的相关经验。以太空太阳能发电站必不可少的,能量转换零件,太阳能电池板为例。我们从1958年开始就已经开始相关研究,在光伏研究方面,截止到目前我们的研究小组早已是,全球领先水平,虽然可能还有一些技术难点没有攻克,但以相关团队的研究水平,解决这些问题是迟早的事。所以罗叔才说,建造太空太阳能发电站,对我们来说已经没有什么难度了,其提出的要在2035年之前,建设一个200兆瓦级的,“太空太阳能发电站”,不出意外应该也能顺利实现。


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也许你要说,这只是我们想象中的场景,有点科幻的味道,不可能这么快就实现。但你还记得,当年凡尔纳的科幻小说《海底两万里》,如今基本已经完全实现。而现在看上去就像科幻小说的太空发电站,也已经有了雏形,罗叔不得不说一句,只有想不到的,没有我们做不到的。如果有一天人类失去了想象力,科技还会进步吗?

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页面更新:2024-05-04

标签:发电站   太空   空穴   人类   我国   世界   技术   电能   太阳能   地球

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