研究發(fā)現(xiàn)，太陽能發(fā)電站活力滿滿

【Solar Inverters in India網(wǎng)11月22日報道】巨大的太陽能發(fā)電廠漂浮在太空中，向地球輻射巨大能量，這聽起來就像科幻小說一樣。這個概念最早是由俄羅斯科學(xué)家康斯坦丁•齊奧爾科夫斯基(Konstantin Tsiolkovsky)在上世紀(jì)20年代提出的，長期以來一直是作家們創(chuàng)作的靈感源泉。

然而，一個世紀(jì)之后，科學(xué)家們在落實這一計劃上取得巨大進(jìn)展。特別是歐洲航天局，他們已經(jīng)認(rèn)識到了太陽能發(fā)電站的潛力，目前正努力為太陽能發(fā)電項目提供資金支持。

氣候變化是我們這個時代面臨的最大挑戰(zhàn)。從全球變暖到天氣狀況變幻不定，氣候變化的影響已蔓延全球。 要應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，我們必須徹底改變生產(chǎn)和使用能源的方式。

近年來，可再生能源技術(shù)發(fā)展迅速，效率更高，成本也更低。然而，可再生能源發(fā)展的主要障礙在于無法持續(xù)提供能量。例如，風(fēng)能和太陽能只能在有風(fēng)或有太陽的時候才會發(fā)電，而我們每天24小時都需要電力供應(yīng)。 歸根結(jié)底，在大規(guī)模開發(fā)可再生能源之前，我們需要研發(fā)出一種大規(guī)模儲存能源的方法。

在太空中建造太陽能發(fā)電廠或許是一種可行的方法。這樣做有很多好處。太空中的太陽能發(fā)電廠可以一天24小時吸收太陽能。雖然地球的大氣層也會吸收和反射一部分陽光，但是大氣層上方的太陽能電池會吸收更多的陽光，產(chǎn)生更多的能量。

在太空中建造太陽能發(fā)電廠最大的挑戰(zhàn)是組裝、發(fā)射和部署這一龐然大物。一個太陽能發(fā)電廠可能需要覆蓋超過10平方公里的土地，相當(dāng)于1400個足球場那么大。同時還需要使用輕質(zhì)材料，這一點也至關(guān)重要。因為在整個過程中用火箭將空間站送入太空耗費成本最大。

有人提議開發(fā)一個由數(shù)千個小型衛(wèi)星組成的集群，這些衛(wèi)星聚集在一起，組成一個大型太陽能發(fā)電機。2017年，加州理工學(xué)院(California Institute of Technology)的研究人員設(shè)計了一個由數(shù)千塊超輕型太陽能電池板組成的模塊化電廠，同時展示了一種每平方米僅重280克的電池板的原型，和卡片的重量差不多。

另一個重大挑戰(zhàn)在于如何將這些能量帶回地球。目前的計劃是將太陽能電池產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換成能量波，并利用電磁場傳輸?shù)降厍虮砻娴奶炀€上。然后天線再把電波轉(zhuǎn)換回電能。

在這方面還有很多工作要做，但我們的目標(biāo)是在未來幾十年內(nèi)讓太空太陽能發(fā)電廠成為現(xiàn)實。中國的研究人員開發(fā)了一個名為Omega的系統(tǒng)，預(yù)計將在2050年投入使用。預(yù)計這一系統(tǒng)最多能夠提供2千兆瓦的電力到地球電網(wǎng)，這是一個很大的數(shù)目。

目前在世界范圍內(nèi)，各國都在投入時間和精力發(fā)展太空太陽能發(fā)電廠。我們希望有一天它真的能幫助我們應(yīng)對氣候變化。