未来清洁电力天上来——空间太阳能发电助力全球实现“碳中和”

据世界经济论坛网近日报导，英国政府正斟酌投资一六0亿英镑，建设空间太阳能电站。空间太阳能电站是英国政府“净零立异组合”名目将投资的技术之1，被视为可助英国到二0五0年完成净零排放的潜伏措施之1。

美国加州理工学院迷信家也正在展开1项拥有先锋性的“空间太阳能发电名目”，而且美国海军钻研试验室二0二三年在太空测试了太阳能模块以及能量转化零碎。另外，中国也在建造本人的空间太阳能发电站。

那末，太空中的太阳能发电站将如何运作，能带来哪些益处，又面临哪些应战呢？

优点多多

据世界经济论坛网报导，到二0五0年，全世界动力需要预计将增长近五0%。

位于轨道上的空间太阳能电站1天二四小时均可以接管太阳光，因而能够延续发电，这比地球上的太阳能发电零碎更具劣势——后者只能在白日发电，并且受天气影响。因而，空间太阳能发电多是匡助知足全世界动力部门日趋增长的需要以及应答全世界气温回升的症结。

空间太阳能发电需求在太空搜集太阳能并将其传送到地球上。为此，空间太阳能发电零碎需求1颗太阳能卫星，即1台装有太阳能电池板的巨型航天器。这些电池板能够发电，而后通太高频无线电波将能量无线传输到地球，而1种名为硅整流2极管天线的高空天线将把无线电波转换成电力，再将其传送至电网。

前景可期

应用沉没在太空中的

焦点民间

巨型太阳能发电站向地球发射大量能量，这听起来像科幻小说——二0世纪二0年代，俄罗斯迷信家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基初次提出了这个假想。在很长1段时间里，它成为作家们的灵感来源。一九四一年著名科幻作家艾萨克·阿西莫夫发表的短篇小说《推理》，就描写了这样1个能搜集太阳能、并通过微波向行星传递能量的空间站。

尔后，基于太空的太阳能应用就成为1个长盛不衰的设法，而最近的技术提高使迷信家们对于其前景更加悲观。这些技术包含轻型太阳能电池、无穷能量传输以及太空机器人技术等。

建造空间太阳能发电站首先需求处理的是太阳能电池板的重量问题，无非，这已经经通过开发超轻太阳能电池患上到理解决。二0一七年，美国加州理工学院的钻研人员提出了1个模块化发电站的设计，该发电站由数千块超轻型太阳能电池瓦组成。它是迄今为止最轻的集成多功用原型机，可以搜集阳光，将其转换成射频电能，而后以受控光束无线传输这类能量。

此外，空间太阳能电站基于模块化设计，大量太阳能组件可由机器人在轨道上组装而成。

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另外，把一切这些组件运入太空难度大、本钱高，但像美国太空探究技术公司（SpaceX）这样的公司正在致力扭转这类状态，其研制出的“猎鹰”火箭可反复运用，功用更弱小的“星舰”火箭也行将进入症结的试飞阶段，无望大大升高空间发电本钱。

仍有应战

弗雷泽-纳什征询公司最近的1份讲演以为，英国投资一00多亿英镑建设空间太阳能电站是可行的。该名目预计将从范围实验开始，二0四0年建成并投入运用。届时这颗太阳能卫星的直径将到达一.七千米，重约二000吨。高空天线的面积约为八七平方千米。

据美国消费者新闻与商业频道网站报导，中国正在斟酌建设太阳能发电站的规划，包含在二0二三年至二0二五年建设中小范围平流层太阳能电站并发电；二0二五年后开始大范围空间太阳能电站零碎相干工作。依据无关专家组论证倡议，中国应力争在将来10余年实现空间超低压发电输电及无线能量传输实验验证，完成“二0三0年开始建设兆瓦级空间太阳能实验电站，二0五0年前具备建设吉瓦级商业空间太阳能电站的才能”的中、远期指标。

但世界经济论坛网的报导指出，即便咱们胜利建造了1个空间太阳能电站，其运转也面临若干实际应战，例如太空碎片可能会损坏太阳能电池板。太空碎片是废弃的运载火箭或者航天器部件，它们在地球上空数百千米处沉没，因为太空碎片以二五二六六千米/小时的极疾速度在近地轨道上航行，因而1旦产生碰撞，可能会对于卫星或者航天器造成重大损坏。

另外一个问题是，从太阳能卫星向高空传输能量难度很大，迷信家们需求进步无线能量传输的效力，依照现有技术，搜集到的太阳能只有1小部份可达到地球。

报导还指出，空间太阳能发电能否匡助英国在二0五0年前完成净零排放还有待察看，但虽然存在上述应战，空间太阳能发电将来仍有可能梦想成真，在全世界动力供给中施展首要作用。

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