太空太阳能传电到地球 中国「逐日工程」有何新进展?

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  美国科学家布成功从太空向地球「隔空传电」,迈出建造太空太阳能电站重要一步,消息引起各方关注。其实中国也早有类似的「逐日工程」,它的进展如何?

「逐日工程」|太空太阳能发电效率胜地球

在地球上利用太阳能发电,效率远不如太空太阳能,故中国积极推动「逐日工程」。有专家表示,理论上如果在地球同步轨道上,部署一条宽1,000米的太阳能发电板阵环带,假定其转换效率为100%,那么她在一年接收到的太阳辐射通量,已大约等于地球石油储量的能量总和。(网上图片)

  既干净,又用之不竭的太阳能是人类未来的希望,但地球上受大气层、天气、季节、昼夜等因素影响,太阳能的利用率不高,所以科学家上世纪60年代便目光投向太空──在轨道上建造太阳能电站。

  专家估计,同一面积的太阳能发电板,在太空中能够产生的电力,可以达到在地球的百倍以上。

  在太空生产的电力如何供应地球?这是太空太阳能最难克服的问题,科学家想出的办法之一,是把它转化成微波传送,在地球接收后再还原成电力。

  延伸阅读:2030年「隔空传电」供应地球 中国把太阳能电站建上太空

「逐日工程」|完整地面验证系统2022年验收

「逐日工程」在西安电子科技大学內的验证设备高达75米。小图为它的聚光和光电转换设备。(网上图片)

  这听来很是科幻,但其实很多国家的科学家都已展开研究,当中固然涉及搭建太空太阳能电站的工程难题,更要验证「隔空传电」的技术是否可行。

  中国在这方面起步较晚,但发展迅速,至2018年更启动了「逐日工程」,力争2030年建设一座兆瓦级太空太阳能试验电站。

  据了解,「逐日工程」研究团队经过理论分析、仿真计算,及室内传能验证后,已在陕西的西安电子科技大学内,建起世界首个完整的太空太阳能电站地面验证系统,并已于2022年6月验收。

  该系统直观来说就像一个75米高巨型钢架,上方安装着聚光、光电转换系统(可以理解为光伏发电),以及把电力转化为微波和传输出去的部件。

「逐日工程」|美国团队首实现「天地供电」

美国加州大学研究团队率先实现「天地供电」,中国「逐日工程」人员相信很快亦会作同样挑战。(网上图片)

  而接近底部的是接收天线,验证地球如何接收从太空传来的微波,然后再整流还原为电力的环节。

  目前进一步验证工作仍进行中。

  话说回来,美国科学家在相关研究有快马加鞭之势。加州理工学院团队2023年初把一颗有太阳能板、微波发射器等设备的卫星送上太空,随后成功把光伏电力转化成的微波射向地球,由该校一幢校舍天台上的接收器接收。

  这是人类第一次「天地供电」,更是开发太空太阳能重要一步。而大家可以预期的是,中国科学家在完成地面完整验证后,也将有类似,或更高技术的「天地供电」。

  延伸阅读:「逐日工程」光明在前 全鏈路全系统空间太阳能电站地面验证系统通过验收

「逐日工程」的太空太阳能电子可以灵活供应地球不同地方,难以铺设电网的岛礁和边远山区、受地震等天灾影响的地区,都能用上这些电力。(网上图片)

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