中國謀劃建空間太陽能電站
開電動汽車回家,近年成為春運模式中許多人的「新挑戰」。擁堵的高速公路上,不乏「死火」的電動車身影。這樣的悲劇有望在不久的將來杜絕。近日,中國首個空間太陽能電站實驗基地在重慶璧山區啟動,該基地建成後開展的基礎性實驗和應用研究,將對中國今後建設空間太陽能電站產生重大意義。重慶軍民融合協同創新研究院副院長謝更新教授透露,「中國有望率先建成空間太陽能電站,為人類解決能源危機進行革命。」/大公報記者 韓毅重慶報道
記者14日從重慶璧山區委宣傳部了解到,璧山空間太陽能電站實驗基地項目計劃2021年至2025年建設中小規模平流層太陽能電站並發電;2025年後開始大規模空間太陽能電站系統相關工作。
空間太陽能電站的主要工作原理是:太陽能發電裝置將太陽能轉化成為電能;能量轉換裝置將電能轉換成微波或激光等形式,並利用發射裝置向地面發送波束;地面接收系統接收空間傳輸的波束,通過轉換裝置將其轉換成為電能接入電網。
太陽能強度為地面6倍
據了解,雖然目前人類對太陽能的利用早已普及,但太陽能在地面的利用率並不高,其會因大氣的吸收和散射,以及雲雨、季節、晝夜更替的影響而衰減。同時能量密度變化巨大,很不穩定。
太空中太陽能卻非常充裕。如果在大約3.6萬公里高度的地球同步軌道上建設太陽能電站,太陽光線不會被大氣減弱,也不受季節、晝夜變化影響,99%的時間內可穩定接收太陽輻射,其強度是地面的6倍以上。
中國工程院院士、重慶大學教授楊士中舉例說,每平米的太陽能電池在西北地區中午太陽直射時約能產生0.4千瓦電力,在多霧的地方至多0.1千瓦。在平流層每平米發電功率可達7千瓦至8千瓦,在地球同步軌道上,發電功率可達10千瓦至14千瓦。
「目前其技術原理已沒有太大問題。」全國空間探測技術首席科學傳播專家龐之浩近日表示,近年來中國在太陽能發電效率、微波轉化效率以及相關航天技術取得了很大進步,為下一步發展奠定了基礎。但空間太陽能電站作為一個宏大的空間系統,在許多技術方面都有待突破,對新材料、高效能量轉化器件、超大型航天器結構及控制技術、在軌組裝維護技術等都提出了很大挑戰。
可改變氣候變暖進程
謝更新教授稱,重慶作為空間太陽能電站研發實驗基地,旨在攻克大功率定向微波無線傳輸、大氣層錨定等關鍵技術。「如果成功,太陽能利用效率將大大提高,汽車就不再需要充電樁,遠距離、偏僻地方可進行長距離的傳輸,不需要電線了;海洋上的艦艇,無人機等等均可無線充電。」
此外,空間太陽能電站還能收拾傳統能源造成的「爛攤子」。龐之浩說,石化能源的利用引起了全球氣候變暖,隨之頻頻產生颱風、龍捲風等惡劣氣象。將空間太陽能電站的巨大能量傳輸到颱風所在區域,可以改變颱風的溫度分布,破壞其形成過程。