太空中的太阳能发电站可以取代对核电站的需求

太空中太阳能发电厂的模型
太空太阳能发电站可能是可再生能源技术的未来 (图片来源:Andreas Treuer/欧洲航天局)

欧洲航天局(ESA)的专家表示,利用太空中的太阳能发电站利用太阳能,然后将其传回地球“理论上是可行的”,可以提供清洁的可再生能源。

对(基于地球的)可再生能源的主要批评之一是,人们错误地认为它太断断续续了。然而,太阳在太空中从未停止照耀。

虽然这一概念听起来像是不久的未来灾难电影的开头,但欧洲航天局(英国是其中的一员)提出了一项名为SOLARIS的研发计划,以帮助实现这一现实。

以下是关于这个太空基地你需要知道的太阳能电池板技术,以及这是否可以结束地球上对核电站的需求。

太空中的太阳能发电站将由机器人建造

欧洲航天局承认,如果该项目要取得成功,仍有“重大的不确定性和技术挑战”需要克服。

地球同步轨道上的太阳能卫星将全天候收集阳光,然后将其转换为低功率密度的微波,安全地发射到地球上的接收站。

涉及到的物理学意味着这些卫星必须很大,大小在几公里左右,地球表面的收集“整流天线”也是如此。

欧洲航天局表示,因此需要在太空制造和机器人组装等领域取得技术进步。这听起来像是一个巨大的飞跃,但在太空中远程制造已经在国际空间站上使用3D打印机进行了。

“这些是技术问题SOLARIS(在新标签页打开)欧空局SOLARIS计划的负责人Sanjay Vijendran说:“我们将深入研究,进一步探索这一概念的可行性,以便欧洲能够在2025年就未来是否继续推进天基太阳能发电计划做出明智的决定。”

电力将被传送到地球上使用

太阳的太阳能将通过地球静止轨道上的光伏电池转化为电能。

然后,能量以2.45 GHz的微波形式无线传输到地球上的专用接收站“整流天线”,该接收站将能量转换回电能,并将其馈送到当地电网。

如果你担心一个邪恶博士式的天才劫持该系统并将其用作死亡射线,ESA声称该系统的设计方式将使峰值功率密度不会超过可能对财产或生物构成威胁的水平。

它补充说:“无论如何,冗余的保障措施将到位,以防止波束的错位,并确保在没有与地面站正确对齐时关闭电源,例如,从地面站到卫星的连锁引导波束将允许精确的转向和控制。

“与任何大型基础设施项目一样,将设置多层防御和自动响应,以防止任何有害的外部攻击。”

它能取代英国对核能的需求吗?

核电站已被提出作为化石燃料发电厂的一种替代方案,因为它们在运行过程中不会产生温室气体。

然而,核能的反对者表示,核能的安全问题和高成本使其在太阳能和风能等可再生能源面前过时。

Vijendran补充说:“人们经常犯的错误是将这一概念与地面太阳能进行比较,实际上,太空太阳能提供了新的特性,例如基载电力,实际上是对地面太阳能和风能等间歇性能源的补充,而不是竞争。”

“从这个意义上说,它们可以在未来为核能提供另一种选择——研究表明,基于太空的解决方案最终具有惊人的竞争力。”

在太空中建造太阳能发电厂真的能实现吗?

根据科学家的说法,太空能源不仅可行,而且可能比其他无碳能源更具成本效益。

该计划提出之际,全球对天基太阳能发电的兴趣达到了几十年来的最高水平,美国、中国和日本都在准备在轨演示。

英国已经建立了太空能源计划,以发展天基太阳能发电,而欧盟委员会正在资助一个项目,研究大型轻型反射器,将阳光重新定向到地面上的太阳能发电场,称为SOLSPACE。

“考虑到气候和能源危机,以及我们在太空能力方面取得的快速进展,现在是时候研究天基太阳能是否可以成为解决方案的一部分了——这是负责任的事情,”Vijendran博士补充道。

利用太空中收集的能量来启动你的水壶的前景可能并不像你想象的那么遥远。

山姆住在考文垂,从事新闻记者工作近20年。他的作品曾出现在《镜报》、《太阳报》、《每日邮报》、《独立报》以及世界各地的新闻媒体上。作为一名文案,他曾为圣戈班、米其林、哈尔福德汽车中心、英国供暖公司和欧文工业工具公司等各种客户撰写过文章。疫情期间,他把一辆货车改装成了迷你露营车,目前正计划把自己的棚子改造成办公室和星球大战神社。