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太空太阳能”有望成为新的可再生能源

美国国家航空航天局(NASA)等机构对此展开研究,其工作原理大致是:将一颗巨大的人造卫星送入太空,使用太阳能电池板接受太阳辐射,再将能量转换成微波或激光,送到地面上的能量接收站。

据美国能源情报署(EIA)预测:“从现在到2050年,世界能源消耗将增长50%。”为实现能源可持续发展,我们需要开发风能、太阳能、核能等可再生能源,以满足人类未来的生活需求。而随着科技水平不断发展,太空太阳能有望成为新的可再生能源。

“太空太阳能”的设想早有存在。1968年,一位名叫彼得·格拉泽(Peter Glaser)的航天工程师首次描述了太空太阳能系统的技术细节。随后,美国国家航空航天局(NASA)等机构对此展开研究,其工作原理大致是:将一颗巨大的人造卫星送入太空,使用太阳能电池板接受太阳辐射,再将能量转换成微波或激光,送到地面上的能量接收站。

太空太阳能”有望成为新的可再生能源

太空太阳能与传统太阳能大有不同。在地球,有30%太阳辐射从未到达地面,消耗在宇宙空间内,而太空太阳能技术就要合理利用这部分能源。不过,令科学家头疼的是,太空太阳能的运输成本极高,具体实践形式有待进一步开发法。美国能源部分析显示:发射的卫星需被送入距地球表面约35000公里的地球同步轨道(GEO),接收能源则至少3公里长的大型太阳反射器,整个装置重量高达8万多吨。这样的装置,可能数个庞大科研队伍共同协作才有可能完成。

目前,许多国家都在努力搭建太阳能发射系统。去年,中国宣布了“3D空间站计划”,用于捕捉太阳射线并将其发射到地球。日本也计划建造轨道太阳能发电厂。最近,美国空军研究实验室(Air Force Research Laboratory)授予诺斯罗普·格鲁曼公司(NOC)公司1亿美元,用于实验器材及组件研发,虽然进展相对顺利,但各项技术尚处于前期实验阶段。

太空太阳能”有望成为新的可再生能源

截至目前,全球太空太阳能发电公司屈指可数,较为出名的为以下几家:

·太阳能空间技术公司(Solar Space Technologies)

太空太阳能”有望成为新的可再生能源

太阳能空间技术公司(Solar Space Technologies)总部位于墨尔本,公司创始人——约翰·曼金斯(John Mankins)曾经是美国国家航空航天局的物理学家,是美国空间站和太空太阳能发电厂的核心人物之一。

目前,该公司正在寻求来自澳大利亚、美国、日本等地的政府政府资金和商业支持。公司表示,其自主研发的太阳能卫星SPS – ALPHA经过几度研发改造,可实现太空真空环境下组装,大大减少了人力、物力成本。

·Solaren

太空太阳能”有望成为新的可再生能源

Solaren公司位于加州曼哈顿海滩,计划在未来10年内建造太空太阳能发电厂的初创型公司。

公司计划在2025年左右,将兆瓦级SSP原型工厂开设于美国加州各大海滩,经营月球上采矿、太空旅游业务。

·Xtraordinary

太空太阳能”有望成为新的可再生能源

Xtraordinary成立于2012年,他的创新空间合作伙伴(XISP)是马里兰州的另一家公司,目前仍处于其所谓的空间对空间功率传送的概念验证阶段。

具体来说,该公司提出了一项详细的计划,将国际空间站作为开发必要技术的试验台。目前还不清楚该任务的具体位置。2017年的最新信息称,该项目是“在现有和未决的NASA空间法案协议授权以及正在演变的商业、大学和非政府组织协议的组合下进行的。

·Lumi Space

太空太阳能”有望成为新的可再生能源

Lumi Space成立于2018年,总部位于伦敦,于2019年1月进行了一轮上市前融资。

Lumi公司建议使用来自地球的激光系统,为太空中的卫星提供能源支持,取代既有的“能源运输”设想。该公司认为,电力系统占到卫星成本、重量和体积的25%以上,因此会主要研发电力系统。据Lumi介绍,成熟后的电力系统,不仅能为飞船提供动力,还能高效清除太空垃圾。

·PowerLight Technologies

太空太阳能”有望成为新的可再生能源

PowerLight Technologies成立于2009年,总部位于华盛顿肯特郡,目前已筹集200万美元科研资金。

PowerLight正在开发自由空间能源传送、光纤能源两项技术,二者依赖于一项光与能量学技术,可将电能转换成高强度激光,再将这些光进行引导、重塑,投射到一个定制的太阳能电池接收器上,由此实现光能转化为电能的过程。

结论

目前,基于太空太阳能的能源传输与转化技术仍处于试验阶段,不能在短时间内成为供人类使用的可再生能源。但太空太阳能可行性强,潜在价值庞大,未来如有多家公司共同协作,为太空太阳能领域贡献力量,将给人们的生活提供无限便利与价值。

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