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空间太阳能电站使电动车或能随时随地充电

空间太阳能电站通过空间向地面进行能量的定点传输,可为人类提供用之不竭的清洁能源。

开电动汽车回家,近年成为春运模式中许多人的“新挑战”。拥堵的高速公路上,不乏趴窝的电动车身影。

这样的悲剧有望杜绝。全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩2月13日表示,如果我国建成空间太阳能电站,电动车或能随时随地充电,不再有“断粮”之忧。

当然,空间太阳能电站的应用远不止如此。它的作用有多大,离我们的生活还有多远?庞之浩进行了介绍。

用之不竭的清洁能源

人类对太阳能的利用早已普及,但太阳能在地面的利用率并不高,其会因大气的吸收和散射,以及云雨、季节、昼夜更替的影响而衰减。同时能量密度变化巨大,很不稳定。

太空中太阳能却非常充裕。庞之浩说,如果在大约3.6万公里高度的地球同步轨道上建设太阳能电站,太阳光线不会被大气减弱,也不受季节、昼夜变化影响,99%的时间内可稳定接收太阳辐射,其强度是地面的6倍以上。通过空间向地面进行能量的定点传输,可为人类提供用之不竭的清洁能源。

空间太阳能电站发展的核心应用目标,是为地面提供大规模商业化的电力供给。庞之浩说,由于覆盖面积广,其可以向偏远地区、海岛和灾区供电,还可以灵活用于地面移动目标供电。

同时,空间太阳能电站能为“可视”范围内的航天器供电,使航天器摆脱巨大的太阳能电池翼,并大大增加功率水平和控制精度。它也能作为深空探测能源系统的候选方案,未来还可以利用它进行空间燃料生产以及空间加工制造,实现空间工业发展。

此外,空间太阳能电站还能收拾传统能源造成的“烂摊子”。庞之浩说,石化能源的利用引起了全球气候变暖,随之频频产生台风、龙卷风等恶劣气象。将空间太阳能电站的巨大能量传输到台风所在区域,可以改变台风的温度分布,破坏其形成过程。

面临多项技术挑战

庞之浩介绍,空间太阳能电站的主要工作原理是:太阳能发电装置将太阳能转化成为电能;能量转换装置将电能转换成微波或激光等形式,并利用发射装置向地面发送波束;地面接收系统接收空间传输的波束,通过转换装置将其转换成为电能接入电网。

“目前其技术原理已没有太大问题。”庞之浩说,近年来太阳能发电效率、微波转化效率以及相关航天技术取得了很大进步,为下一步发展奠定了基础。但空间太阳能电站作为一个宏大的空间系统,在许多技术方面都有待突破。

例如,目前人类最大的航天器——国际空间站重400多吨,而一个工业级空间太阳能发电站重达上千吨。如何建设?有国内专家建议,先将空间太阳能电站的建造材料发射到太空,建立“太空工厂”,通过3D打印技术将所需组件打印出来,再通过太空机器人进行组装。这是目前的研究方向之一。

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