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太空太阳能发电有望成为未来能源之星

http://www.sina.com.cn 2008年01月10日 11:10  科技日报

  本报记者徐玢

  当世界各国都在为煤炭、原油和全球变暖焦头烂额时,联合国气候大会中规模最小的一次会议正在展望解决能源问题的可能途径。会议上,各国专家提出了许多奇思异想,例如种植海藻来吸收二氧化碳等。

  其中,有一个想法格外引人注目,是因为它竟赢得了美国五角大楼这样一位重量级的支持者。2007年10月,美国五角大楼国家安全太空办公室(NSSO)悄然推出一份研究报告,建议美国政府在未来10年投入100亿美元建造一颗能将10兆瓦太阳能传回地球的试验卫星,并为下一步的私人参与开发此技术提供经济激励。这就是被称为太空太阳能发电站的研究项目。从20世纪70年代起,人们就寄望它能为人类提供“价格合理、清洁、安全、可靠、可持续和可扩展的能源”。

  止步于高昂成本的梦想

  太空太阳能发电站的想法最初在1968年由美国麻省里特咨询公司的工程师彼特·格拉斯提出。格拉斯设想了一个面积达50平方公里的太阳能电池板阵列,其中每块电池板都能产生数千瓦的能量。人们用火箭将这些电池板送入地球同步轨道,并让数百名宇航员在太空中完成组装工作。在他的设计方案中,太空发电站的电池板能不断调整角度以面对太阳,然后借助一个长达1公里的微波天线将太阳能传回地球。为实现这一目标,这个巨大的天线必须安装在万向装置上,使它能自由旋转而不受阵列中其他设备的影响。地面接收天线则更为壮观,占地超过100平方公里。如果这个梦想得以实现,它将成为最伟大的太空奇迹,国际空间站在它面前就不过是摩天大楼前的一间玩具房子。

  由于大气层外没有大气吸收、昼夜交替和云层遮挡,因此相同时间内,太空发电站的发电量将是在地球上相同面积太阳能电站产能的20倍。这就意味着在距地球3.6万公里的同步轨道上,每平方公里面朝太阳的卫星都能不间断地接收到1360瓦的太阳能,即使当地球被云层遮挡时也是如此。

  日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)高级任务研究中心主任森政弘说,即便将建设期间所需能量考虑进去,太空发电站产生的能量也比地面上占地面积相同的太阳能发电站高5倍。

  虽然太空发电站的大规模建设有望一举解决温室气体排放和能源短缺问题,但美国在20世纪70年代进行了初步研究后还是放弃了这种想法,因为其建设成本高得惊人。即使在今天,仅将一颗这样的太阳能卫星送进太空就需要1万亿美元,而在太空建发电站至少需要十几颗这样的卫星。高昂的成本,让人类不得不止步。

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