太空发电变成现实?中国开建“太空三峡”,电能怎么送回来?

或许你见过这样的发电站吗?

太空发电变成现实?中国开建“太空三峡”,电能怎么送回来?

在人类计划利用清洁能源时,就已经尝试了各种不一样的能源使用方法,包括但不限于风能、水能、太阳能等能够保证环境不会被污染的新型能源。无独有偶,在各个国家的航天计划中,太空是否存在可供人类开发利用能的源也成了许多国家研究的主题。

我国早先计划在太空空间站中建设一个“太空三峡”,从太空中发电到地球,实现隔空传电。之所以称太空的发电站为“太空三峡”,是因为中国计划的这个太空发电站规模十分宏大,达千吨级别,就像是我国的三峡大坝一样,一点建成,其发电量不容小觑。但这个计划实现的可能性有多大呢?

太空发电变成现实?中国开建“太空三峡”,电能怎么送回来?

建设想法

地球上的清洁能源有很多,取之不尽用之不竭,但是不管是什么能源利用和转化都需要场地建设,这难免会占用一些土地,同时还会不可避免的产生噪音,造成的影响并不小。只要有机会,人类总愿意尝试一些更好以一些的事物,比如庞大的太空空间,比如取之不尽的太阳能。

太空发电变成现实?中国开建“太空三峡”,电能怎么送回来?

地球上的太阳能全部源自太阳辐射,但并不是所有的辐射最后都会落到地球表面。每一次到达地球的太阳辐射中,会有30%被地球表面的大气层反射回太空中,同时还会被大气吸收约23%左右,剩下的约47%才会被传递到地球表面。

也就是说,实际上每一次太阳发出的辐射(太阳能)实际上地球能够接收到的不到一半,而且在这一半当中,人类能够将其转化为其他能量利用的量也会大打折扣。该怎么提高太阳能的利用率呢?抛开大气层的削弱作用和地球的天气变化,直接在太空中建设发电站。

太空发电变成现实?中国开建“太空三峡”,电能怎么送回来?

太空发电站

发电站的建设难度本身并不大,太阳能发电站也并不会使科学家考虑太多技术问题,但是要在太空中建设发电站,这本身就是一个不小的挑战。如何将质量庞大空间站送上太空?又该如何将远在数万公里以外的太空发电站的能量传输到地球?

太空发电变成现实?中国开建“太空三峡”,电能怎么送回来?

第一个问题的难度本身不大,因为中国目前已经成功将中国空间站送上了太空,同时数次的宇宙飞船发射经验也算是有经验给太空“送快递”了。只要合理运用技术,就像是组装空间站一样将发电站的各个部件分组送上指定位置,然后再宠幸组装起来,这样似乎并没有什么问题。那怎么解决发电问题呢?

太空发电变成现实?中国开建“太空三峡”,电能怎么送回来?

其实在太空建立太阳能发电站并不是近几年才提出来的想法,而是已经规划了十多年,并且早在今年6月,重庆璧山就已经开始建设我国首个空间太阳能发电站的试验基地。

该项目投资总规模达23亿元,基础建设也在逐步完善,其具体计划经过了数十位科研人员的反复推敲,才总算是敲定下来。

太空发电变成现实?中国开建“太空三峡”,电能怎么送回来?

关于空间发电站的建设,科研人员的计划是在2035年建成,2060年实现完全供电需求。他们预计将发电站建设在远离大气层影响的36000公里之外,也就是静止卫星轨道;大约可以满足19亿瓦的发电量,直接传输给地面上的能量接收站,能够为30万户居民提供日常用电。

太空发电变成现实?中国开建“太空三峡”,电能怎么送回来?

中国并不是第一个提出要在太空建设发电站的国家,早先提出这个想法的是日本和美国,并且在2008的时候,美日两国就已经展开了相关研发工作。

最开始日本打算采用无线微波能量传输的方式,将太空发电站接收到的太阳能转化而成的电能传输到地面上。这样听起来是不是有点像是卫星通讯传递网络信号?美日两国为了满足这个猜想,还在夏威夷的两座岛上进行了远程微波无线传输实验。

太空发电变成现实?中国开建“太空三峡”,电能怎么送回来?

美国的X-37B就直接参与了将直流电转换为有效电磁波(2.45GHz)的实验,日本也将这项技术进行到可以满足500米5千瓦左右的传输量。只是至今,太空发电站的建设始终还没有落到实处。

太空的能量怎么传输到地球?这仍是一个需要解决的难题。

太空发电变成现实?中国开建“太空三峡”,电能怎么送回来?

发电?传电?

无线传播的方式在理论上是可行的,在静止卫星轨道建立太空发电站和能量转化站后,将其微波以无线传输的方式传递到指定地面接收区域,再由收集站将其转换为电流书香电网,就能实现供电。

太空发电变成现实?中国开建“太空三峡”,电能怎么送回来?

但是,发电站件建设的实际技术需求仍然有待解决,远距离的无线电传输和能量转换都还存在技术性困难,且发电站的建设后期还有控制和维修需求,同时要满足巨量的供电需求,就得将发电站的规模建立起来。根据太阳能的转换效率,大概需要两平方公里的光伏电池板,这个工程相当庞大,资金需求也相当可观。

太空发电变成现实?中国开建“太空三峡”,电能怎么送回来?

虽然太空太阳能发电站的建设构想都是因为地球能源消耗的需要,但是短时间内很多问题还没有得到良好的解决办法,所以现在也只是在试验阶段。

但总的来说,我国在太阳能发电技术方面的研究和进程已经赶超了很多国家,未来肯定能取得更好的成就。

太空发电变成现实?中国开建“太空三峡”,电能怎么送回来?

展开阅读全文

页面更新:2024-03-10

标签:中国   美日   太空   发电站   大气层   空间站   电能   太阳能   能量   地球   现实   计划

1 2 3 4 5

上滑加载更多 ↓
推荐阅读:
友情链接:
更多:

本站资料均由网友自行发布提供,仅用于学习交流。如有版权问题,请与我联系,QQ:4156828  

© CopyRight 2008-2024 All Rights Reserved. Powered By bs178.com 闽ICP备11008920号-3
闽公网安备35020302034844号

Top