原創(chuàng)作品 |經(jīng)典閱讀| 家長課堂 |品味生活|每周一練
這是一起悅讀吧XF陪你閱讀的第140篇文章
如果太空收集太陽能實現(xiàn)了,
人類將獲得取之不盡的能源……
未來還需要節(jié)能嗎?
勝利中學 宋瑞
太陽
將太陽能作為能源和動力,人類已經(jīng)探索了近400年,利用的方式一種是光熱轉(zhuǎn)換,一種是光電轉(zhuǎn)換。
其中光電轉(zhuǎn)換就是在地面或其他開闊地鋪設(shè)太陽能電池板,并通過控制器將太陽能直接轉(zhuǎn)化成可利用的交流電或直流電,也可以先把電放入蓄電池儲存起來再利用。
但通過這樣的方式我們所得到的太陽能已經(jīng)被大氣層層層剝削,只剩太空中太陽輻射的1/10~1/5,盡管光電轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)從最初的10%提升到了40%左右,但地面太陽能發(fā)電的實際效果還是打了很多折扣。
因此,科學家們很早就將視野轉(zhuǎn)向太空,如果能從太空直接收集太陽能,那么,太陽能的可用量將是地球上的數(shù)十億倍。
在地球位于日地平均距離處時,地球大氣上界垂直于太陽光線的單位面積在單位時間內(nèi)所受到的太陽輻射的全譜總能量,稱為太陽常數(shù)。太陽常數(shù)的常用單位為瓦/米2。因觀測方法和技術(shù)不同,得到的太陽常數(shù)值不同。太陽常數(shù)值是1368瓦/米2 。
此后,美國、日本等都提出了自己的國際空間太陽能電站構(gòu)想。2011年,在中國空間太陽能電站發(fā)展技術(shù)全國研討會上,專家也提出了我國空間太陽能電站的發(fā)展思路。
2012年,斯特拉斯克萊德大學的研究人員在太空測試過一種裝置,可用于收集能量并以微波或者激光束的形式傳回地球。這項測試是曼金斯領(lǐng)導的美國宇航局先進理念研究所的一項研究的組成部分。斯特萊斯克萊德大學扮演的角色是為這一項目的結(jié)構(gòu)組件研發(fā)具有革新性的解決方案。
太空是收集太陽能的理想之地,擁有巨大優(yōu)勢。在太空中,你可以在一天中的任何時刻收集太陽能同時不會受到天氣條件的制約。
與地面能源相比,從太空中獲取太陽能,不僅強度高,由于其本身是無償?shù)?,因而成本低?/p>
通過微波傳輸,在地面還需要一個擁有巨大接收天線的儲能電站,占地至少幾公里到幾十公里,并且需要建在沙漠或海洋等無人區(qū)域,才能最終通過儲能電站傳輸給地面用戶。
目前無線傳輸研究比較多的就是微波傳輸,第二種是近距離電磁感應(yīng),第三種是諧振。想要實現(xiàn)從太空到地面的傳輸,微波是最理想的方式,因為它的傳輸距離最遠。近距離電磁感應(yīng)的傳輸單位是毫米到厘米,而諧振的傳輸單位也只能到米。
微波的理想頻率為2.45GH(千兆赫)或5.8GH,這兩個波段都處于紅外線與FM/AM無線電信號之間,最容易穿透大氣層。微波最大的問題是傳播效率低,大概只有10%左右。
除了技術(shù)方面的瓶頸,微波對環(huán)境的影響,恐怕也是太空向地面?zhèn)鬏斈芰康囊粋€障礙。在微波的傳輸通道上,不能有生物存在。因此,接收微波的電站必須建在一個無人區(qū),包括空中也要避開航空活動。條件十分苛刻。
主 編:孫曉明 副 主 編 :王 勇 原創(chuàng)作者:勝利中學 宋瑞 制作編輯: 宋瑞 編 委:一起悅讀吧XF全體編委 版權(quán)說明:再次感謝原作者辛苦創(chuàng)作,如轉(zhuǎn)載涉及版權(quán)等問題,請聯(lián)系我們,我們將在第一時間處理! 2 0 1 8
聯(lián)系客服