在太空中收集太阳能可行吗?
目前收集太阳能的方式主要依靠分散的太阳能光伏板,这些太阳能光伏板布置在建筑物内或者更高的地方收集太阳能。
这种方法效率不高,科学家希望在太空中建造太阳能收集卫星,从而提高太阳能捕获的效率。
太空太阳能技术已经酝酿了几十年:早在19年底,尼古拉·特斯拉就提出了无线电力传输,而这个想法最近也走进了大众生活,很多手机都开始支持无线充电。
正是无线输电的思想,使得空间太阳能技术开始逐渐出现。1968年,彼得·格拉泽首先提出了太阳卫星的设想。
这种卫星技术的思路很简单,就是利用卫星尽量靠近太阳,利用卫星上的太阳能光伏板从太阳光中收集能量。
能量收集后,利用无线电力传输技术向地球传输信号,在地球上利用接收天线远距离接收卫星的能量,提供给电网,传输到需要用电的地方。
虽然我们现在才开始普及无线输电技巧,但是在理论提出之后,1970年,加州完成了几十千瓦的远距离无线输电实验。
太空太阳能会遮挡地球的太阳光吗?为了提高电力传输的效率,卫星往往需要更大的太阳能收集装置。在最初的设计中,太阳帆是一个很好的捕获装置。
太阳帆可以大面积收集太阳光并转化为微波能,但也带来了其他问题——巨大的太阳帆需要更高的成本,建造起来非常困难;太阳帆也将由阳光驱动,科学家必须继续向相反的方向推动太阳帆,以防止太阳将太阳帆“压”回地球。
因为太阳帆离地球非常远,从地球的角度看,太阳帆最多只有风筝大小,基本不会产生阴影。
巨型卫星星座可能是一种可行的方法:目前使用巨大的太阳帆作为太阳能捕获装置是不现实的,而随着太空探索技术公司卫星链的发射,科学家认为巨型卫星星座可以作为捕获太阳光的装置。
太空探索技术公司可以在5年内生产近4万颗卫星,这是一种非常模块化的生产模式,可以支持大规模生产,从而降低生产成本和硬件成本。
按照目前的卫星发射效率,如果空间太阳能卫星网开始发射,只需要10年左右就能建成成型的空间太阳能卫星网。
根据科学家的计算,如果连续发射太空太阳能卫星,大约只需要100年,地球80%的能源可以由太空卫星提供,剩下的20%可以由其他可再生能源替代。
实现这个目标,人类基本可以摆脱对石油的依赖,实现零排放目标。但由于卫星数量激增,可能需要6.5438+0亿人参与航天工作,负责空间太阳能卫星的维护、升级和维修。
虽然现在大部分人的工作都在地球上,但是也许再过几百年,人类就需要在太空工作了~
虽然太空太阳能计划可以解决地球的能源问题,但是大量的卫星会带来非常严重的太空拥堵。
卫星链的发射已经在太空轨道上造成了拥挤的信号。如果继续以高频率发射100年的卫星,整个地球轨道将会布满卫星,这些卫星将会频繁地进行近距离接触。如果发生碰撞,整个轨道上的卫星都会遭殃。
虽然太空太阳能计划已经酝酿了几十年,但是要彻底改变地球的能源结构,还需要进一步的探索!