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太空太阳能发电

主要图片由NASA提供

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太空中的太阳能电池板有一天可能会把连续、集中的能量传送回地球。今年早些时候,五角大楼的科学家确认那是一颗小卫星2020年推出成功地将阳光转化为电能

他们测试的卫星只有披萨盒大小,产生的电力仅够支撑一台平板电脑。但如果我们能够在太空中创建一个更大的太阳卫星网络,那么我们就有可能在世界任何地方产生和分配电力。

陆地上的太阳能电池板只在白天收集光线,但太阳卫星不受黑暗、云层或大气层的限制,因此它可以一直收集直接的阳光。地面上的太阳能电池板还必须应对季节变化,因为地球的地轴使半球倾斜,使其无法直接照射到太阳光。

太阳卫星不受黑暗、云层或大气层的限制。

电力技术报告在欧洲冬季的平均月份里,“只有3%的阳光能到达地球,而太空中的卫星可以在一年中99%的时间里收集能量。”

“如果我们能在比地球上任何地方都明亮的太空中捕捉到无限的阳光,(我们就能)把它送到目前获取能源困难和昂贵的地方,”该项目的联合开发者保罗·贾菲(Paul Jaffe)在一个新闻发布会上说2019年新闻稿

他补充说:“如果我们能以一种有效的方式做到这一点,在能源方面就像GPS在导航方面所做的那样,这将是真正的革命性的。”

它是如何工作的

五角大楼的测试太阳卫星,称为婴儿车,每90分钟绕地球一圈。它的设计目的是在纯净的、未经过滤的阳光到达地球大气层之前利用它。这种阳光比到达地球的光线要强烈得多,因为它以蓝色波的形式保存能量。(蓝色的波一旦撞击大气层就会散射,这就是为什么天空是蓝色的)。

“正因为如此,我们在太空中获得了大量额外的阳光,”贾菲说告诉美国有线电视新闻网

基于太空的太阳能电池板主要被用于为偏远地区供电,帮助受自然灾害影响的人口。

理论上,由PRAM收集的电能将被转换成微波,然后发射回地球,在地球上收集并转换成电能,然后分配到电网中。

这项用婴儿车进行的实验实际上并不包括将电能送回地球,尽管科学家们表示,实现这一目的所需的技术已经得到了证实。

任何实际的太阳卫星网络都可能必须在比婴儿车更高的高度运行,以捕捉更多的阳光。虽然这意味着更多的能量,但也意味着电子设备将受到更强烈的阳光,这可能是有害的。

然而,研究人员说,他们为婴儿车配备了车载加热器,试图测试电子设备在更紧张的环境下的可用性,结果成功了。

紧急情况和偏远地点

基于太空的太阳能可以有一系列的实际应用。它主要被用于向偏远地区供电和帮助受自然灾害影响的人口。

婴儿车项目的联合开发者克里斯·德普马(Chris DePuma)告诉CNN,如果这项技术现在就可以实现,它就可以立即应用于那些因能源基础设施崩溃而受到影响的德克萨斯州人。

“我的家人住在德克萨斯州,他们现在都生活在没有电的冷锋中,因为电网超载了,”德普马在2月底说。“所以如果你有一个像这样的系统,你可以把一些电力转移到那里,然后我奶奶的房子里就又有暖气了。”

这就是太空太阳能电池板的独特之处——它可以被发送到任何地方。

“你可以把电力发送到芝加哥,如果你需要的话,几秒钟后就可以把它发送到伦敦或巴西利亚,”贾菲告诉CNN。

让我赚大钱

与大多数新技术一样,最大的挑战是成本——我们能否以一种经济可行的方式制造和部署太阳能卫星?

现在,答案是否定的。制造、发射和建造卫星的成本实在太高了。然而,近年来,随着太空技术的进步和商业化,我们开始看到价格的下降,所以未来看起来很有希望。

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