太空收集太阳能“狂想曲”
原创作品 |经典阅读| 家长课堂 |品味生活|每周一练
这是一起悦读吧XF陪你阅读的第140篇文章
如果太空收集太阳能实现了，
人类将获得取之不尽的能源……
未来还需要节能吗？
胜利中学 宋瑞
太阳
将太阳能作为能源和动力，人类已经探索了近400年，利用的方式一种是光热转换，一种是光电转换。
其中光电转换就是在地面或其他开阔地铺设太阳能电池板，并通过控制器将太阳能直接转化成可利用的交流电或直流电，也可以先把电放入蓄电池储存起来再利用。
但通过这样的方式我们所得到的太阳能已经被大气层层层剥削，只剩太空中太阳辐射的1/10～1/5，尽管光电转化效率已经从最初的10%提升到了40%左右，但地面太阳能发电的实际效果还是打了很多折扣。
因此，科学家们很早就将视野转向太空，如果能从太空直接收集太阳能，那么，太阳能的可用量将是地球上的数十亿倍。
高效利用太阳能
在地球位于日地平均距离处时，地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积在单位时间内所受到的太阳辐射的全谱总能量，称为太阳常数。太阳常数的常用单位为瓦/米2。因观测方法和技术不同，得到的太阳常数值不同。太阳常数值是1368瓦/米2 。
此后，美国、日本等都提出了自己的国际空间太阳能电站构想。2011年，在中国空间太阳能电站发展技术全国研讨会上，专家也提出了我国空间太阳能电站的发展思路。
【地球大气上界太阳光能量分布】
2012年，斯特拉斯克莱德大学的研究人员在太空测试过一种装置，可用于收集能量并以微波或者激光束的形式传回地球。这项测试是曼金斯领导的美国宇航局先进理念研究所的一项研究的组成部分。斯特莱斯克莱德大学扮演的角色是为这一项目的结构组件研发具有革新性的解决方案。
太空是收集太阳能的理想之地，拥有巨大优势。在太空中，你可以在一天中的任何时刻收集太阳能同时不会受到天气条件的制约。
与地面能源相比，从太空中获取太阳能，不仅强度高，由于其本身是无偿的，因而成本低。
三项技术需突破
通过微波传输，在地面还需要一个拥有巨大接收天线的储能电站，占地至少几公里到几十公里，并且需要建在沙漠或海洋等无人区域，才能最终通过储能电站传输给地面用户。
目前无线传输研究比较多的就是微波传输，第二种是近距离电磁感应，第三种是谐振。想要实现从太空到地面的传输，微波是最理想的方式，因为它的传输距离最远。近距离电磁感应的传输单位是毫米到厘米，而谐振的传输单位也只能到米。
微波的理想频率为2.45GH（千兆赫）或5.8GH，这两个波段都处于红外线与FM/AM无线电信号之间，最容易穿透大气层。微波最大的问题是传播效率低，大概只有10%左右。
除了技术方面的瓶颈，微波对环境的影响，恐怕也是太空向地面传输能量的一个障碍。在微波的传输通道上，不能有生物存在。因此，接收微波的电站必须建在一个无人区，包括空中也要避开航空活动。条件十分苛刻。
想了解更多
请在
一起悦读吧中学群中
留言
您的赞赏，促我前行
↓↓↓↓↓↓
主 编：孙晓明
副 主 编 ：王 勇
原创作者：胜利中学 宋瑞
制作编辑： 宋瑞
编 委：一起悦读吧XF全体编委
版权说明：再次感谢原作者辛苦创作，如转载涉及版权等问题，请联系我们，我们将在第一时间处理！
2
0
1
8