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这是米国设计的↓↓↓
人类不辞辛苦,想去太空发电,当然不是为了好玩。太空发电,确实有很多优势——发电稳定,而且效率很高。
人造卫星运行的轨道叫做地球同步轨道,距离地面约36万千米,跟地球自转同步,太空电站也会被建在这里。在这里,太阳光线不会因为大气的影响而减弱,发电站99%的时间都能稳定地接收太阳辐射,地球上的阴晴雨雪、白昼黑夜都影响不到它。有人测算,在太空,每平方米的发电装置能吸收太阳能约1353瓦,效率至少是在地面上的6倍。
可以想见,太空电站一旦建成,地球上的雾霾、水污染等问题都会得到缓解。
太空电站有多大?花多少钱?
建设空间太阳能电站是一个巨大的工程,电站的面积和造价也大大超出一般人的想象:
——规模大,质量达到万吨以上,比目前的卫星高出4个数量级,需要采用新材料和新型运载技术;面积达到数平方千米以上,比目前的卫星高出6个数量级,需要采用特殊的结构、空间组装和姿态控制技术;
——功率大,发电功率为吉瓦(百万千瓦),比目前的卫星高出6个数量级,需要特别的电源管理和热控技术;
——寿命长,至少达到30年以上,比目前的卫星高出一倍以上,需要新材料和在轨维护技术;
——效率高,需要先进的空间太阳能转化技术和微波转化传输技术。
嗯,最关键的问题来了,要花多少钱呢?有专家在2011年估算,建设一个太空太阳能发电站需要耗资3000亿至10000亿美元。2016年80%以上的国家GDP都达不到10000亿美元呢。
(制图:张竞如)
考虑到现在技术先进了不少,造价应该低一点,肯定也是海量投资啊。即使像鹰酱那样的土豪,估计也得掂量掂量,因为他2017年的军事预算也就5827亿美元。
怎么把电送到地面上来?
搞一个太空电站,当然不是为了主要给太空或月亮供电。虽然从理论上来说,太空有个电站,空间站、卫星用电就有了一个大大的充电宝,甚至连月球也可能沾光。但实际上,人类的目的主要还是向地球输送稳定的清洁电。
前面我们说到了地球同步轨道,在轨道中运行的太空电站可以和地面点对点传输能量。
用电线输电当然是不靠谱的,科学家们认为比较可行的方法是利用微波这种无线传输方式。微波是一种电磁辐射,能够在损耗较少的情况下,通过大气层传播能量。地面接收系统接收到太空发来的微波后,再通过转换装置把它们转回电能,供我们使用。
整个能量转换过程大致是这样的:
太阳能→电能→微波→电能
太空电站的构想其实在40年前美国科学家就已经提出过了,思路和现在基本上是一样的。近年来,太阳能发电效率、微波转化效率以及相关的航天技术都取得了很大进步,应该说可能性又增大了不少。
兔子家这几年经常创造奇迹,在这个领域领先世界也是没准的事。中国航天科技集团公司五院科技委主任李明研究员在接受《科技日报》采访时透露,中国有望成为世界上首个在太空部署太阳能电站的国家。
嗯,既然太空电站建成大有希望,原谅头条君三句话不离本行,接下来要不要搞一个太空供电公司呢?瞬间感觉用上太空电的时代不那么遥远了~~~
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