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在天上发电

2013-07-13□迟惑

太空探索 2013年1期

□ 迟 惑

地球上的几乎所有电力,其根本来源都是阳光,这已经是常识了。如果能直接利用阳光发电,就可以省去挖掘石油或者煤炭的麻烦,也省去了建造和运行核电站的危险。但是阳光的能量经过大气的过滤和遮挡,能抵达地面的已经不足80%。何况,即使在地球上光照最充足的地方建设的太阳能电站,在夜间也只能停工。加上当今的太阳能电池转换效率极为有限,地面发电能力不足以和热电厂、核电站或者水电站相提并论。

如果把太阳电池搬出大气层,漂浮在太空中,发电能力是不是会有所提高呢?

良好的前景

如果把太阳能电站搬到天上,不但可以避免大气对太阳光能量的损耗,还可以避免夜晚、恶劣天气等导致的电站停工。另外,太阳光可以垂直入射到太阳电池板上,利用效率很高。总体来说,太空中的太阳光能密度可以达到1365W/m2,比地球表面高10倍以上。

早在1968年,美国科学家彼得·格拉泽博士在《科学》杂志上提出了“太阳能发电卫星”(Solar Power Satellite,SPS)的概念。此后,美国、欧洲、日本等发达国家的科研人员都对此进行了广泛研究,并成立了一个国际研究组织,称为空间发电联合会。

当前设想的太阳能发电系统,由太阳能发电部分、天对地能量传输部分和地面接收部分组成。就发电部分而言,学术界提出过两种方案,一种使用太阳能电池直接发电,一种是用太阳热能驱动机械式发电机发电。前者的系统组成相对简单,是当前研究的重点。

天对地能量传输部分和地面接收部分的争议最大。……

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