太空中用太阳能发电给地面用,中国想领先


来源:网易科技   时间:2019-03-13 12:26:33


光伏电池设计和能量转换效率的提高,这种情况似乎正在发生改变。

“我们现在看到了一些复苏迹象,这可能是因为有了新技术,实现这一目标的基础已经存在,”物理学家约翰·曼金斯(John Mankins)表示。

据曼金斯说,人口增长可能是推动人们对太空太阳能重新点燃兴趣的另一个因素。到2050年,世界人口预计将增长至90亿,专家们说,太空太阳能可能会成为满足全球能源需求的一个关键途径,尤其是在日本、北欧和世界其他光照不太充足的地区。

他说:“展望未来50年,能源需求将是巨大的。“如果你能在阳光普照的地方收获太阳能,并在不干扰地球的前提下将其传输出去——当然你还需要以一个负担得起的价格做到这一切——那么你就赢了。”

让其成为现实

中国实验的细节尚未公布,但曼金斯表示,在太空利用太阳能的一种方法是发射数万颗“太阳能卫星”,这些卫星将彼此联系起来,形成一个巨大的锥形结构,在地球上空约2.2万英里的轨道上运行。

这些卫星将用太阳能电池板也就是光伏板覆盖,光伏板将阳光转化为电能,电能将被卫星转化为微波,并无线发送到地面接收器,比如说一种直径可达4英里的巨型铁丝网。这些地面接收设备可以安装在湖泊、沙漠或农田上。

曼金斯估计,这样一个太阳能设施可以源源不断地产生2000千兆瓦的电力。相比之下,最大的地面太阳能发电场只能产生大约1.8千兆瓦。

这听起来似乎很有希望。但专家警告说,仍然有很多障碍需要克服,其中包括目前需要找到一种减轻太阳能电池板重量的方法。

加州理工学院科学家特里·格杜托斯(Terry Gdoutos)说:“目前最先进的光电技术的转换效率可能是30%。”格杜托斯与哈吉米利一起从事太空太阳能研究,“最大的挑战是在不牺牲效率的前提下降低太阳能发电板的质量。”

加州理工学院研究团队最近制造一对超轻光伏板模型,证明它们可以收集并无线传输10千兆赫的电能。格杜托斯指出,这些模型成功完成了太阳能发电卫星在太空中需要完成的所有功能,他和同事们现在正在探索进一步减轻太阳能发电板重量的方法。

未来道路

目前中国还没有透露将在太空太阳能发电场建设上投入多少资金。曼金斯说,即使是为了验证各种技术的小规模试验,也可能至少要花费1.5亿美元。

尽管价格高昂,曼金斯仍然是太空太阳能发电的坚定拥护者。

他说:“地面太阳能是一种奇妙的东西,我们将永远拥有地面太阳能。”“在很多地方,屋顶太阳能棒极了,但世界上很多地方都不像亚利桑那州。数百万人生活在大型地面太阳能电池阵列产出并不经济的地方。”

曼金斯对该领域的最新进展表示欢迎,并表示他热切希望追随中国的新举措。“中国的研究兴趣真的很惊人,”他说。“15年前,他们在这个领域完全不存在。现在他们正处于强有力的领导地位。”

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