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太阳能发电

毫无疑问,世界需要一种廉价、可持续、清洁的能源,而太阳能似乎是这个工作的最佳选择。但夜间、大气和云层在大部分时间里都阻挡了阳光到达地球,阻碍了太阳发挥其最大潜能。如果太阳能要取代化石燃料,它可能也需要在晚上或阴天使用。科学家正在研究它。

位于新墨西哥州阿尔伯克基的空军研究实验室的研究人员正计划从外太空收集太阳能,并将其用激光射回地球。

这个耗资1亿美元的项目被称为“空间太阳能增量示范和研究”项目——简称SSPIDR。该计划是创造一个可以折叠成太空舱并发射到太空的自组装太阳能阵列。一旦进入太空,大面积的太阳能电池板将展开,收集太阳能,将其转换为无线电波,然后将其发送到地面接收站,为电网供电。

每小时照射到地球上的太阳能比人类一整年需要的还要多。

越来越多的太阳能击中地球小时比人类一整年需要的还要多。在到达我们的能量中,几乎有三分之一从未到达地面。它被大气层反射回太空。穿透大气层的太阳能面临着更多的阻碍。

半个地球总是被黑暗覆盖着,而且67%是通常被云层覆盖。除去这些障碍——云层、大气和夜晚——你就有了最有效收集太阳能的地方:外太空。基于太空的太阳能电池板可以连续无遮挡地看到太阳。

这个项目的动机之一是有机会向边远的军事前哨,有时是在敌对地区,提供他们所需要的力量。

太阳能发电

天基太阳能传输能力利用高效太阳能电池收集太阳能量,将其转换为无线电频率,并将其发送到地球。资料来源:美国空军研究实验室

“有了我们的技术,如果我们证明它是可行的,我们就可以向它们发送能量。他们所要做的就是安装一个整流天线”——一种特殊类型的接收天线——然后他们就会有电力。空军资源实验室(Air Force Resource Lab)的机械工程师雷切尔·德莱尼(Rachel Delaney)说。

但是这种空中馅饼(或者我们应该说“空中面板”)技术还远远没有准备好。目前,SSPIDR团队正在以非常小的增量测试这项技术。他们的第一次测试使用了一个笔记本大小的太阳能电池板——它从未离开过地面。从那以后,该团队转向了一种比它大两倍的东西,它的设计是为了在太空中生存。它应该可以在2-3年内进入轨道。

“回到那个不切实际的愿景:为了能够为地球提供有意义的能源,你需要在轨道上建造这么大的地方。但是从来没有人建造过一米那么大的。”SSPIDR项目经理詹姆斯·温特解释说,即使他们的下一个太空太阳能电池板原型也将在一米以下。

该项目面临许多挑战。太阳能电池板不仅需要收集能量,还需要以某种方式将能量送到地球。由于延长线是不实用的,挑战是用无线电波将电力传送回地球,而不伤害动物或人类。

另一个问题是部署问题。这些面板需要在太空舱中折叠和储存,这样才能很容易地部署到太空中,在发射中幸存下来,并能在零重力环境中工作。

尽管面临挑战,但该项目显示出了希望。太空是唯一能不受阻碍地接触到太阳射线的地方。没有什么能阻挡它——天气、云层、纬度或经度都不行——除非是在罕见的月食期间。他们正在对每一个原型进行渐进的改进。

温特表示:“我们有应对重大挑战和提供解决方案的历史。

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