遥远太空如何建电站
2021-03-10李振举赵辉胡滨
科学中国人·下旬刊 2021年12期
李振举 赵辉 胡滨
空间太阳能电站(SPS),也称天基太阳能电站(SBSP),是指在太空将太阳能转化为电能,再通过无线能量传输方式传输到地面的电力系统。它被认为是人类开发利用空间太阳能的物理载体。空间太阳能电站有三大优点:一是能量收集率高。它受昼夜变化和天气影响小,可将能量稳定传输至地面,适合大规模开放利用。二是能量利用效率高。空间太阳能利用率可达1366瓦/平方米,是地面平均太阳光照功率的7~12倍。三是可收集时间长。在地球同步轨道,99%的时间内可稳定接收太阳辐射,向地面固定区域传输能量。
为了让空间太阳能电站造福人类,科学家发挥聪明才智,提供了多种可谓“脑洞大开”的技术路线。
往事成追忆
1920年,现代宇宙航行学奠基人之一的苏联科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基设想,可考虑使用巨型太空发电站收集太阳能。这一想法在当时过于超前,只能成为作家创作科幻小说的素材。
1968年,在进行微波能量传输实验的基础上,彼得·格拉泽博士在《科学》杂志发表文章,正式提出“太阳能发电卫星”概念:通过将两颗卫星送入地球静止轨道,保证至少有一颗卫星被太阳照射,另一颗卫星进行能量传输。此文详细论述了发展空间太阳能电站的可行性,开启了人类研究开发利用空间太阳能的新纪元。
1973年和1979年,在全球先后两次爆发能源危机的背景下,美国能源部在国家航空航天局(NASA)支持下,开展空间太阳能电站项目研究,“1979基准系统”应运而生。……
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