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不是科幻!英国研究建立太空太阳能发电站 用激光输电回地球

2020-11-17 18:13 前瞻网   
不是科幻!英国研究建立太空太阳能发电站 用激光输电回地球

在英国政府资助的一个项目的帮助下,太空中的太阳能发电站能够将“零排放的电能”传输到地球上可能很快成为现实。

在地球上空的宇宙空间中,没有云雾来阻挡太阳光线——这使得太空太阳能电站成为一个恒定的零碳能源。

为了满足地球日益增长的能源需求,英国政府委托对天基太阳能(SBSP)站概念进行了新的研究。

他们的想法是,这些观测站将捕获从未到达地球的太阳能量,并使用激光束将这些能量安全地送回地球。

这个想法最早是由科幻作家艾萨克·阿西莫夫在1941年的科幻短篇小说《Reason》中提出的。在《Reason》中,一个直径一英里的空间站被用作“能量转换器”,用来收集阳光并将其传送到整个太阳系。

该研究的团队将在英国和美国系统发明者的支持下,研究来自美国、英国和中国的三种现有SBSP概念。

由英国航天局(UK Space Agency)和商业、能源和工业战略部(Department for Business, Energy and Industrial Strategy)资助的英国将探索这种技术在未来能否提供一种可复原的和可持续的能源。

今天的能源生产趋向于区域性,但是由太空太阳能站产生的电力几乎可以传送到全球任何地方。

这项由工程技术咨询公司Frazer-Nash牵头的研究,将考虑这样一个电站的经济效益——它是否能为消费者提供更多负担得起的能源,以及所需的工程壮举。

要克服的最大问题之一是如何将一系列太阳能电池板送入轨道,使其足够大,以使该项目的成本能有竞争力。

一个典型的系统包括一个在地球静止轨道上的大型、公里级的太阳能卫星(SPS)。

它有非常轻量的太阳能电池板和一个将太阳光集中到电池板上的反射系统,为卫星提供约3.4 GW的电力。

该研究项目的一位发言人表示,这些信号被转换成高频无线电波,效率高达85%。一个安全的引导光束从地面传输到卫星,使能量光束锁定在正确的点上。

地面整流天线将电磁能量转换成直流电,然后通过一个逆变器向配电网输送净2 GW交流电。

科学部长阿曼达·索洛韦(Amanda Solloway)表示,它可以为每个人提供能源,甚至像北欧和加拿大这样没有全年阳光的地方。

“太空太阳能站可能听起来像科幻小说,但它们可以为英国产生一种全新的能源,同时帮助我们减少排放,实现我们的气候变化目标。”

从历史上看,这种规模的项目所需的火箭发射成本和重量,使得天基太阳能的想法不可行。

SPS重数千吨,设计目标是将单位功率(kW/kg)最大化,因为这极大地决定了系统的制造和部署成本。

本研究中考虑的系统的估算独立计算的电力成本低于每兆瓦时3.79英镑。

英国航天局表示,如果能够实现,这将是一个具有竞争力的能源成本。

近年来,太空发射成本有所下降,部分原因是私人主导的太空项目进入新时代,在过去十年里降低了发射成本。

英国航天局发言人表示,这有很多好处,包括生产清洁、零碳的能源。

假设它在商业上是可行的,那么这个系统可以在2050年前开发并投入使用,及时为实现净零碳排放做出重大贡献。

作为混合清洁能源技术的一部分,英国SBSP系统可能由5颗卫星组成,产生10GW的能量。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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