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目标:实现太空阳光发电
科学家表示,这“一小步”可能是人类高效利用清洁能源的“一大步”。想象这样一个情景:一座太阳能发电卫星静止在距离地面3.5万千米的高空,源源不断地为地面上的城市供电。这种输电方式清洁、安全,不受恶劣天气和时间的影响,也不会发生传统核电站的核泄漏事故。
不过,最终实现这一愿景还有很长的路要走。日本宇宙航空研究开发机构科学家说,可能要等到2040年或更晚的时候。有许多困难需要克服,比如将巨大的发电装置送到太空、如何组装和维护等。
太空太阳能发电计划最早是美国在20世纪60年代提出来的。2009年,日本产业经济省才开始资助SSPS项目。
三菱重工2012年与日本产业经济省达成协议,负责“2012年太阳能无线传输发展计划”的研究工作。
美国拟建
直径一公里的太空太阳能发电站
据英国《每日邮报》早前报道,美国海军工程师去年曾公布一项未来派计划——从太空获得能量束,他们认为,大型太空太阳能模块可发送太阳能至地面,这项基本方案可为军事设施甚至城市提供能量。
美国海军研究实验室航天器工程师保罗-杰斐(Paul Jaffe)博士现已建造和测试了两种模块类型,用于捕捉并传输太阳能。这一方案使用“三明治”模块,在两个方形太阳能板之间塞满所有电子组件,顶层太阳能板是一个光伏板,可以吸收太阳光线;中间层电子系统可传输能量至无线频率;底部是一个天线,可朝向地面目标传输能量。
这个太阳能模块将在太空中由机器人进行装配,最终成为1公里直径非常强大的人造卫星;第二种设计采用“梯级”模块,梯级可打开“三明治”模块,在无需加热的情况下接收更多的阳光,因此更加高效。
目前甚至美国海军也承认该计划具有科幻色彩,杰斐说:“发射物体至太空的成本是非常昂贵的,因此发现一种方法使组件变得更轻是该设计的基本条件,‘三明治’模块设计比之前设计高效4倍。”
同时,杰斐还尝试使用“梯级”模块解决热量问题,“梯级”模块设计正在申请专利,打开“三明治”模块颇似“之字形”结构。这将使太阳能电池板在无需加热的前提下更有效地接收阳光照射。
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