“太空三峽”將成真?發電效率是地面14倍,電能如何傳回地球?

繼“人造太陽”後,中國科學家又準備造

“太空三峽”

,在太空中利用太陽能發電,“太空三峽”能成嗎?電力又

如何傳回地面

呢?

“太空三峽”將成真?發電效率是地面14倍,電能如何傳回地球?

向太陽要能源,是人類

解決能源危機最便捷的途徑

,科學家測算,如果在太空中透過光伏發電,

效率是地面10倍

。如此巨大的能量來源,完全可以造一個“太空三峽”,滿足人類對電力的需求。美國科學家推測,太空電站建成後能滿足美國半年的電力需求,為此美國提出過修建太空電站的計劃。現如今,

美國人的設想,又被我國變成了現實

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美國的圖紙,中國幫忙實現

石化能源的不可再生性,導致人類對能源危機的擔憂與日俱增,為了找到可持續利用的能源,人類發明了

水電、風電、核電及光伏

等綠色新能源,還有我國科學家正在大力研究的

“人造太陽”

專案。但其實,我們頭頂的太陽,就是

最大最優質的新能源供給基地

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據美國科學家推測,地球上現有的光伏發電技術,只利用了

太陽光中很小的一部分能量

,因為陽光到達地面之前,會受到空氣過濾和散射。按照目前的光伏發電水平,一平方米光伏板產生的電能不超過1千瓦。而如果把同樣面積的光伏板放到大氣層外,大約能產生

14千瓦電能,兩者相差14倍之多

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很久之前,科學家們就設想過在太空中利用太陽能發電,

美國也做過類似實驗

。二十世紀70年代,美國推出了一個

“太空發電站”

計劃,就是想利用太空中的太陽能發電。但受制於當時的科技水平和技術條件,這一計劃最終胎死腹中。

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直到近些年來,中國開始啟動類似專案。2013年底,多位院士聯名提起的《關於儘早啟動我國太空發電站關鍵技術研究的建議》獲得批覆,

中國空間太陽能電站正式立項

。2017年,我國成立空間太陽能電站推進委員會,2018年12月23日,我國成功舉辦“空間太陽能電站系統專案”啟動儀式暨高峰論壇,最終把這個專案命名為

“逐日工程”

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2022年6月,“逐日工程”由設想逐步變為現實,

重慶

璧山地區開建間太陽能發電站,成為該工程的首個空實驗基地,初步預計在2069年,實現太空與地面之間的電力傳輸。到那時,中國人就能用上來自太空的電力。

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“太空三峽”難在何處?

我國從2022年開建試驗基地,到預計2069年傳回電力,中間也隔著近50年時間,而這依然是全球獨一份。美國最初提出設想到最後徹底放棄,其他國家則直接連嘗試的想法都沒有,難道他們覺著

太空太陽能發電不香嗎?

其實,還真不是其他國家看不上這個專案,而是完全沒能力搞,歸根結底還是“

臣妾做不到啊

”。那太空電站到底難在何處呢?

“太空三峽”將成真?發電效率是地面14倍,電能如何傳回地球?

首先,

光伏板必須質量過硬

。就目前全球的光伏發電技術而言,中國妥妥的是世界老大。2022年9月,來自“大力發展新一代資訊科技產業”釋出會的資料稱,中國光伏產業各類元件產量佔據全球70%,

連續9年位居世界首位

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美國一直嚷著要擺脫中國,對我國光伏產品加徵高額關稅,然後自己產能不足,只好從二道販子越南手中,大量進口中國光伏產品。地面上沒有任何國家的光伏產品

可以和中國抗衡

,在

太空中自然就更沒希望

了。

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太空中環境惡劣,存在大量輻射和太空垃圾,任何一項都要求放置在太空的光伏板必須質量過硬。目前還沒有哪個國家真正生產出可以在太空中使用的光伏板,如果未來有國家能生產出來,那必定是中國,畢竟

中國的技術儲備最雄厚

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其次,要

有靠譜的太空發射技術

。光伏板只有發射到大氣層之外,才能避免空氣對太陽光的干擾,這就要求強大的太空發射技術。目前世界上,能隨意發射火箭的國家也只有

中美俄

三國而已,

歐盟充其量算半個

,畢竟它大部分時間都靠美俄幫襯,才能把自己的衛星發射升空。

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目前,我國曆經多次發射任務,已經完成了天宮空間站的建設任務,

太空發射技術有目共睹

。接下來,我國還將開啟

載人登月並建立月球基地

,這都會大力推動我國運載火箭技術快速進步。到時有了這些大推力火箭的支撐,或者是可重複使用的航天器投入使用,搭建太空光伏電站必將是小事一樁。

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長征系列總設計師龍樂豪

在香港大學演講時透露,我國正在研發並計劃於2030年投入使用的

長征九號運載火箭

,會用於“太空太陽能發電系統”建設工作,預計2030年將建成兆瓦級發電站,2050年實現千兆瓦級發電能力。

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電力如何送回地面?

在太空中利用太陽能發電很美好,但電力傳不回地球,一切都是白忙活。想要像地球上一樣用電纜傳輸,那根本是不可能的,就目前的技術而言,

最好的方式就是微波傳輸

,這相當於微波爐的逆運用。

“太空三峽”將成真?發電效率是地面14倍,電能如何傳回地球?

太空電站發電之後,透過技術手段把這些

電力轉換成微波

,然後

在地面建設接收裝置

,再把微波轉換成電力。這一技術最大的問題的在於能量損耗,而這方面,我國科學家正在努力攻關。

“太空三峽”將成真?發電效率是地面14倍,電能如何傳回地球?

2018年,

中國空間技術研究院錢學森空間技術實驗室

就開始研究類似方案。2022年6月,

西安電子科技大學段寶巖院士

率領團隊,研發的全球首個全鏈路全系統空間太陽能電站地面驗證系統順利透過驗收,該系統中實驗的

微波無線傳輸效率世界領先

“太空三峽”將成真?發電效率是地面14倍,電能如何傳回地球?

科學從來都是

遇到困難解決困難

,我國科技工作者們的的不懈努力,必將助推我國成為世界上首個用上太空電力的國家。到時我國

在太空中再造一個“三峽”

,必將能更加從容地應對能源危機,再加上正在研究的

“人造太陽”

專案,未來中國必將率先擺脫石化能源束縛,引領各國

實現新能源切換,創造更美好的人類家園

作者:芒果很忙