太空中的太阳能发电站可以取代对核电站的需求

太空太阳能发电厂的模型
太空中的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,然后将其发回地球“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,人们普遍错误地认为它太间歇性了。然而,太阳从未停止在太空中的照耀。

虽然这个概念听起来像是一部不久的将来的灾难电影的开头,但欧洲航天局(英国是其中的一员)正在提出一项名为“SOLARIS”的研发计划,以帮助实现这一目标。

以下是你需要知道的关于这个太空基地太阳能电池板以及这是否能终结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,如果该项目要成功,仍有“重大的不确定性和技术挑战”需要克服。

地球静止轨道上的太阳能卫星将全天候收集阳光,然后将其转换成低功率密度的微波,安全地发送到地球上的接收站。

所涉及的物理问题意味着这些卫星必须很大,大约有几公里长,地球表面的收集“整流天线”也是如此。

欧空局表示,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,但在国际空间站上已经使用3D打印机实现了太空中的远程制造。

“这些都是技术性问题SOLARIS(在新选项卡中打开)“我们将进一步研究这一概念的可行性,以便欧洲能够在2025年就未来是否继续进行天基太阳能计划做出明智的决定,”欧空局SOLARIS提案的负责人Sanjay Vijendran说。

电力将被传送到地面供使用

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,能量以微波的形式以无线方式以2.45 GHz的频率传输到地球上的专用接收站,称为“整流天线”,这些接收站将能量转换回电能,并将其输入当地电网。

如果你担心一个邪恶博士式的天才劫持了这个系统,并把它用作死亡射线,欧洲航天局声称,这个系统的设计方式将使峰值功率密度不能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,以防止光束错位,并确保电源在与地面站不正确对准时被关闭,例如,从地面站到卫星的连锁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,将有多层防御和自动响应,以防止任何有害的外部攻击。”

它能取代英国对核电的需求吗?

由于核电站在运行过程中不产生温室气体排放,因此已被提出作为化石燃料发电厂的替代品。

然而,反对核电的人士表示,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显得过时。

Vijendran补充说:“经常犯的错误是将概念与地面太阳能进行比较,当真正的太空太阳能提供新的特性时,例如基本负荷电力,实际上是补充而不是与地面太阳能和风能等间歇性能源竞争。”

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

太空太阳能发电厂真的能实现吗?

据科学家称,太空发电不仅可行,而且可能比其他无碳能源更具成本效益。

该项目提案提出之际,正值全球对天基太阳能发电的兴趣——工程师和科学家已经讨论了几十年——达到几十年来的最高水平,美国、中国和日本正在准备在轨演示。

英国已经建立了它的空间能源计划来发展基于空间的太阳能发电,而欧盟委员会正在资助一个研究大型轻型反射器的项目,该项目将阳光重新定向到地面上的太阳能农场,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步,现在是时候研究太空太阳能是否能成为解决方案的一部分了——这是一件负责任的事情,”Vijendran博士补充说。

使用从太空中获取的能量来打开水壶的前景可能没有你想象的那么遥远。

山姆·韦伯

山姆住在考文垂,做了近20年的新闻记者。他的作品曾在《镜报》、《太阳报》、《每日邮报》、《独立报》和世界各地的新闻媒体上刊登。作为一名文案,他为圣戈班、米其林、哈尔福德汽车中心、英国供暖和欧文工业工具等不同的客户撰写过文章。在疫情期间,他将一辆面包车改装成小型露营车,目前正计划将他的小屋改装成办公室和星球大战神社。