不可思議建造在太空的發電站

  不可思議建造在太空的發電站

  除了少數例外,可再生資源的利用常常不可靠也不方便。比如風能和海浪發電收到反覆無常的天氣影響,即便是天氣影響較小的潮汐發電,你也無法持續的獲得恆定的發電輸出。嚴格來說,太陽能發電是最麻煩的:不僅嚴重依賴天氣,而且在另一半的時間(夜晚)是行不通的。

 

不可思議建造在太空的發電站

  不可思議建造在太空的發電站

  一些人認爲,要想太陽能成爲可再生能源的支柱性來源,同時避免地球上利用太陽能的短板,就是進入太空。在太空中,我們能獲得更強的光照、沒有云層、不受天氣影響。由此研發的太陽能發電衛星(Solar power satellites,SPS)已經不再是超前的概念:它已經日本宇航研究開發機構JAXA積極研究和開發的新領域。JAXA解釋了這個爲期25年的技術開發圖景,發電峯值爲1千兆瓦的SPS將在2030左右投入運行。上週,JAXA和三菱展示了該系統最重要的組成部分之一的進展:遠距離無線電力傳輸。

 

不可思議建造在太空的發電站

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  要使太空太陽能發電衛星達到的商業化規模是一個巨大的工程、對於一千兆瓦的輸出功率,日本正在部署重量超過10000噸,直徑幾公里的太陽能集熱器。該設備將被送入距地球36000千米的地球同步軌道。

 

  可以說,整個實現最爲困難的部分(從技術角度來看),就是如何將衛星產生的能量傳回到地面上,這樣我們才能利用它。除非我能夠找到足夠長的線纜,否則只能使用無線傳輸技

 

  目前最顯著的問題是效率:雖然能夠進行大功率發射,但是在傳輸過程中失去了一部分能量。這樣整個系統還能不斷達到商業可行性的標準麼?在這個問題上,轉換系統的效率約爲80%(太陽能直流微波到DC到AC),這還不包括傳輸過程中的能量損耗。JAXA和三菱均爲對具體測試中的效率發表評論,但總所周知的是,直到去年,JAXA測試1.6千瓦的微波束傳輸50米之後,輸出功率爲350瓦。

 

  三菱希望在未來五年內先將該系統用於短距離的高功率電力傳輸(也就是無線充電),如電動電動汽車,以及中等距離的低功率傳輸(給高塔上的警報器供電)。同時,JAXA將在2018年將此技術用於太空,用小型微型在低地軌道測試千瓦級別的電量發射到地面的接收器。JAXA希望在2021年在軌道上部署功率爲100千瓦,在2028年部署一個200兆瓦的衛星。在2031年,如果進行的順利,將有一個1千兆瓦的商用試驗工廠投入運行,完整的商業空間爲基礎的太空發電站,並從2037年開始,每年發射一枚新的發電衛星升空。

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