太陽在太空中從未停止閃耀,那裡的陽光比地球表面強烈得多。那麼,如果我們能在太空中收集能量,然後將其傳輸到地球上呢?作為回應,歐洲太空總署提出了一個名為 SOLARIS 研發計劃,以成熟這一概念及其關鍵技術。

SOLARIS 的主要研究方向

SOLARIS 的主要研究方向

大勢所趨

在未來幾十年里,歐洲能源行業的都面臨著巨大的脫碳挑戰。國際能源機構總幹事法提赫·比羅爾在《金融時報》上寫道:「我們需要對我們的能源基礎設施進行全面改造,這是一項需要以前所未有的速度和規模進行的全球事業,近一半減排可能需要來自尚未上市的技術。」

因此,在能源轉型的大背景下(據國際能源署估計需要數萬億歐元的投資),人們正在研究各種替代能源,包括地熱,從長期來看,還有核聚變。「 SOLARIS 」將有助於決定是否可以將太空太陽能發電——一種數十年前的清潔能源輸送概念——添加到這個工作清單中。

太空太陽能原理演示模型,它涉及從地球軌道收集陽光,然後將其發射到需要的表面。

太空太陽能原理演示模型,它涉及從地球軌道收集陽光,然後將其發射到需要的表面。

技術突破

地球靜止軌道上的太陽能衛星將全天候地收集陽光,然後將其轉換為低功率密度的微波,安全地發送到地球上的接收站。所涉及的物理原理意味著這些衛星必須很大,大約有幾公里那麼大,地球表面的收集「整流天線」也是如此。

來自太空的太陽能轉化為電能,電力以 2.45 GHz 的微波形式無線傳輸到地球上稱為「整流天線」的專用接收站,這些接收站將能量轉換回電力並將其輸入本地電網。

來自太空的太陽能轉化為電能,電力以 2.45 GHz 的微波形式無線傳輸到地球上稱為「整流天線」的專用接收站,這些接收站將能量轉換回電力並將其輸入本地電網。

這反過來又需要在空間製造、機器人組裝、高效率光伏、大功率電子和射頻波束形成等領域取得技術進步。還需要進行進一步研究以確認低功率微波對人類和動物健康的良性影響以及與飛機和衛星的兼容性問題。

未來的太空太陽能在軌演示器的概念圖像。

未來的太空太陽能在軌演示器的概念圖像。

歐洲太空總署SOLARIS 計劃的負責人桑傑·維詹德蘭( Sanjay Vijendran )說:「 SOLARIS 計劃將深入研究這些技術問題,以進一步探索這一概念的可行性,這樣歐洲就可以在 2025 年做出明智的決定,決定未來是否繼續推進太空太陽能發電計劃。此外,在這些領域取得的任何突破本身都是有價值的,可適用於許多其他航天事業。」

藝術家對太陽能衛星的想象

藝術家對太陽能衛星的想象

全球進展

對於太空太陽能他還表示:「人們經常犯的錯誤是將該概念與地面太陽能進行比較,而實際上,太空太陽能提供了新的特性,如基載電力,實際上是對地面太陽能和風能等間歇性能源的補充,而不是競爭。從這個意義上說,它們可以在未來為核能提供另一種選擇——研究表明,基於太空的解決方案最終具有驚人的競爭力。」

該計劃提出之際,全球對太空太陽能發電的興趣正處於幾十年來的最高水平,美國、中國和日本正在準備在軌演示。英國已經建立了空間能源計劃,以發展太空太陽能發電技術,而歐盟委員會正在資助一個研究大型輕重量反射器的項目,這種反射器可以將陽光重新定向到地面太陽能農場,被稱為 SOLSPACE 。

參考文獻:

[1] Plan to research solar power from space

[2]SOLARIS Information

[3] SOLSPACE Information

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1 Comment

  1. 希望能快速達成這一目標,溫室效應真的好嚴重哦

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