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空间太阳能电站涉及机械、航天等数十个领域,是一个巨型系统工程,其实际规模将会超过美国已经实施的“阿波罗计划”,能带动大批从事基础和工程技术研究的高素质人才培养,并有望引发一场新技术革命。
面对日渐紧迫的能源危机,以及使用化石能源导致的温室效应、环境污染等问题,世界各国都在积极寻找方便、清洁的新能源。综合考虑安全因素及使用条件,太阳能将是解决能源问题的根本出路,而发展空间太阳能电站则是高效利用太阳能的有效途径之一。
建设空间太阳能电站的重要战略意义
空间太阳能电站是指将地球静止同步轨道上的太阳能,通过新的工程技术手段进行有效采集,并传输到地面转换成电能供使用的系统。理论上,地球静止同步轨道上1公里宽的电池带,每年产能约为21太瓦,预计到2050年,人类社会每年对能源的总需求约为50太瓦。
太阳能在地面上就可以利用,为什么要建设空间太阳能电站?
从产能效率来说,在地球静止轨道上,每平方米可接收太阳能约为1400瓦,且除春分和秋分以外,太阳辐射强度基本不受时间和空间限制;而在地面上,由于大气的吸收和散射,以及季节、昼夜等变化,到达地面的太阳辐射量每平方米约为140瓦。因此,一旦我们能够攻克空间太阳能发电技术,就有望逐步解决人类社会的能源危机,而且太阳能可以说是“取之不尽,用之不竭”的清洁可持续能源。
从技术发展看,空间太阳能电站作为一个大型空间和能源工程,可以为国家提供巨大的可再生能源战略储备,并可以发展成为一个重要的产业,对于保障国家的能源独立和国家安全,维持社会、经济的可持续发展意义重大。同时,由于空间太阳能电站系统规模巨大,深入研究空间太阳能电站相关技术,对航天、能源、材料、微波和激光等诸多相关领域的创新发展也具有重要的作用。
更为重要的是,未来我国能源需求仍将持续强劲增长,而太阳能虽然是可持续性能源,但地球同步轨道却是有限的,不管谁占了先机,后来者再发展会有很大困难。可见,开展空间太阳能电站研究,是事关国家政治、经济和安全的重大战略问题。
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