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外太空发电地球人享福 何日实现?

发布时间:2005-08-30 来源:中国自动化网 类型:产业分析 人浏览
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电力

导  读:

    在能源危机日益逼近人类,水能发电极为有限、风能发电不甚稳定的今天,人类再度仰望太空:太阳的能量到达地球时仅剩1/22亿,其绝大部分令人遗憾地消耗在太空,人们最终能否利用航天技术从太阳那里获得取之不尽、用之不竭的能量?
    “在外太空进行太阳能发电,其优越性主要为没有地球获取阳光的局限——那里无大气层遮蔽、无昼夜交替,而且外太空洁净的环境可省却对于发电设施的维护,失重的条件有可能将太阳能发电设施做得更大……”“863计划”航天领域首届专家委员会委员、北京系统工程研究所研究员黄志澄,应本报记者邀请就外太空何时为地球人发电问题发表见解。
    美国科学家最早提出在外太空为地球村发电设想,美国航空航天局NASA和能源部亦曾提出相应计划,然而当时美国里根政府热衷“星球大战计划”及国际空间站建设。
    黄志澄介绍说,早在1968年,美国科学家彼得·格拉泽即提出利用地球静止轨道卫星SPS进行太阳能发电,进而提出建立太空发电站,其设计思路为:在一方硕大的电池板上放置几万亿个太阳能电池,通过微波将电能传输至地面接收站。1979年美国航空航天局NASA和美国能源部联合提出太阳能计划——建立“SPS太阳能卫星基准系统”,即具有60个发电能力各为5×106千瓦装置的发电卫星,长与宽为10×5公里、厚度为0.5公里的电池板,利用2.45G或5.8G赫兹的频率,通过直径为1公里的天线发射微波将电能传输至地球。然而,当时的美国里根政府热衷“星球大战计划”以及后来国际空间站建设。黄志澄说,20世纪90年代中期,NASA曾重新论证在外太空进行太阳能发电问题,并从29个方案中优化出 “太阳塔”与“太阳盘” 2个方案,其技术路线同“SPS太阳能卫星基准系统”大同小异。此后,美国还曾提出登临月球建造太阳能发电站的设想。
    欧洲在非洲留尼汪岛的实验型微波输电装置已向当地村庄送电,日本的实验型太空太阳能发电站建设亦已排入其航天计划,然其仍存在一定的技术难度
    黄志澄说,在外太空进行试验发电的国家有美、日、法、德、俄和乌克兰等,其中大多采用微波传送方式,只有德国采用激光传送。而今,欧洲国家在非洲留尼汪岛建造的一座10万千瓦实验型微波输电装置,已于2003年向当地村庄送电;而日本拟于2020年建造试验型太空太阳能发电站SPS2000,其2050年结束实验进入规模运行,该项目已排入日本航天计划。
    然而,黄志澄说,如何高效并低成本地将外太空的光能转换成电能,这在技术上还存在一定难度。其一,目前利用硅和砷化镓半导体技术将光能转换电能的比例仅为5~20%,因而首先需要解决芯片问题;其二,派遣智能机器人进行外太空电站组装还存在技术难题;其三,外太空发电设备运输和组装成本费用昂贵;例如从地面向轨道运输的费用为每公斤物体约1万美元……
    尽管联合国重视外太空发电问题,然而世界各国科技与经济发展水平不一且贫富差异很大,我国能源需求大、电力已成经济发展“瓶颈”,探索一条创新能源发展道路值得探讨
    黄志澄说,近来,联合国第三次外层空间会议亦非常关注外太空发电问题,然而由于世界各国科技与经济发展水平不一且贫富差异很大,便出现这样一种状况:美国科技发达、经济实力雄厚,但其电能并不紧缺因而需求不急迫;一些发展中国家急切需求,但科技与经济欠发达并且资金短缺,由此黄志澄认为,在航天技术日益军事化和武器化的今天,外太空发电问题在近20年内难有重大突破。
    黄志澄说,我国亦急切地需找新能源。他说,目前我国石油产量为年产1.7亿吨,至2020年我国对石油的需求将达4亿吨,因而寻找新能源显得十分迫切;他说,我国需走一条不同于发达国家的道路,不仅需要国际合作,而且更多地需要自主创新。黄志澄说,建设太空太阳能电站,是一条有希望的途径,我国应积极规划,鼓励创新,分步建设。 








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