據(jù)報(bào)道，英國(guó)政府正在考慮建設(shè)空間太陽(yáng)能電站的計(jì)劃，該計(jì)劃將耗資160億英鎊（約合210億美元）。該計(jì)劃是英國(guó)政府“凈零創(chuàng)新組合”項(xiàng)目將投資的技術(shù)之一。與其他技術(shù)一樣，它被視為可以幫助英國(guó)到2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放的潛在解決方案。但是，空間太陽(yáng)能電站將如何運(yùn)轉(zhuǎn)？這項(xiàng)技術(shù)又有哪些優(yōu)勢(shì)和弊端？
空間太陽(yáng)能發(fā)電需要在太空收集太陽(yáng)能并將其傳送到地球上。盡管這一設(shè)想本身并不新鮮，但最近的技術(shù)進(jìn)步使這一前景更有可能實(shí)現(xiàn)。
空間太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)需要一個(gè)太陽(yáng)能衛(wèi)星，即一臺(tái)裝有太陽(yáng)能電池板的巨型航天器。這些電池板可以發(fā)電，然后通過(guò)高頻無(wú)線電波將能量無(wú)線傳輸?shù)降厍颉Ｒ环N名為硅整流二極管天線的地面天線將把無(wú)線電波轉(zhuǎn)換成電力，再將其傳送至電網(wǎng)。
軌道上的空間太陽(yáng)能電站一天24小時(shí)都可以接收太陽(yáng)光，因此可以持續(xù)發(fā)電。這比地球上的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)更具優(yōu)勢(shì)，后者只能在白天發(fā)電，并且受天氣影響。
全球能源需求預(yù)計(jì)到2050年將增長(zhǎng)近50%，因此，空間太陽(yáng)能發(fā)電可能是幫助滿足全球能源部門日益增長(zhǎng)的需求和應(yīng)對(duì)全球氣溫上升的關(guān)鍵。
空間太陽(yáng)能電站基于模塊化設(shè)計(jì)，大量太陽(yáng)能組件要在軌道上由機(jī)器人來(lái)組裝。把所有這些組件運(yùn)入太空難度大、成本高，而且對(duì)環(huán)境有害。
首先需要解決的一個(gè)問(wèn)題是太陽(yáng)能電池板的重量。但這一問(wèn)題已經(jīng)通過(guò)開發(fā)超輕太陽(yáng)能電池得到了解決。
空間太陽(yáng)能發(fā)電被認(rèn)為具有技術(shù)可行性，主要是因?yàn)橐恍╆P(guān)鍵技術(shù)取得了進(jìn)展，包括輕型太陽(yáng)能電池、無(wú)線能量傳輸和太空機(jī)器人技術(shù)。
重要的是，僅組裝一個(gè)空間太陽(yáng)能電站就需要進(jìn)行多次太空發(fā)射。飛船目前無(wú)法重復(fù)使用，不過(guò)，像美國(guó)太空探索技術(shù)公司這樣的公司正在努力改變這種狀況。如果發(fā)射系統(tǒng)可以重復(fù)使用，那將大大降低空間發(fā)電成本。
即使我們成功建造了一個(gè)空間太陽(yáng)能電站，其運(yùn)行也面臨若干實(shí)際挑戰(zhàn)，例如太空碎片可能會(huì)破壞太陽(yáng)能電池板。
另一個(gè)問(wèn)題是無(wú)線能量傳輸效率。從太陽(yáng)能衛(wèi)星向地面?zhèn)鬏斈芰侩y度很大。依據(jù)目前的技術(shù)，只有一小部分收集到的太陽(yáng)能可以到達(dá)地球。
弗雷澤-納什咨詢公司最近的一份報(bào)告認(rèn)為，在英國(guó)投資100多億英鎊建設(shè)空間太陽(yáng)能電站是一個(gè)可行的概念。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)將從小規(guī)模試驗(yàn)開始，2040年建成并投入使用。
這顆太陽(yáng)能衛(wèi)星的直徑將達(dá)到1.7公里，重約2000噸。地面天線的占地面積約為87平方公里?？紤]到英國(guó)的土地可用情況，它更有可能被設(shè)置在海外。
這顆衛(wèi)星的發(fā)電能力將達(dá)到2吉瓦。雖然這已算是不小的容量，但對(duì)英國(guó)的總發(fā)電能力（76吉瓦）貢獻(xiàn)并不大。
空間太陽(yáng)能發(fā)電能否幫助我們?cè)?050年前實(shí)現(xiàn)凈零排放還有待觀察。其他技術(shù)，比如多元化靈活儲(chǔ)能、氫的使用和可再生能源系統(tǒng)的發(fā)展，更容易被接受和應(yīng)用。
盡管存在上述挑戰(zhàn)，空間太陽(yáng)能發(fā)電仍有可能帶來(lái)激動(dòng)人心的研發(fā)機(jī)會(huì)。未來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)有可能在全球能源供應(yīng)中發(fā)揮重要作用。
來(lái)源：參考消息
