英國《每日郵報》報道,地球上的太陽能電池板存在一個巨大缺陷——發(fā)電效率低。為此,科學家提出打造太陽能發(fā)電衛(wèi)星,利用部署在太空的太陽能電池板捕獲太陽能量,而后以微波或者激光的形式將能量傳回地球。目前,蘇格蘭斯特萊斯克萊德大學的研究人員已開始測試為太陽能發(fā)電衛(wèi)星項目研發(fā)的設備。他們的目標是向太空發(fā)射大量發(fā)電衛(wèi)星,形成一個衛(wèi)星群,滿足整座城市的用電需求。
在太空部署大量太陽能電池板的想法已經(jīng)被科學家深入討論。根據(jù)蘇格蘭科學家的新研究,小規(guī)模的太陽能發(fā)電衛(wèi)星群具有可行性。研究領導人、斯特萊斯克萊德大學機械與航空航天工程系的馬西米利亞諾·瓦西勒博士表示:“太空是收集太陽能的理想之所,我們能夠在一天中的任何時候捕獲陽光,不用受天氣限制。類似撒哈拉沙漠這樣的地區(qū)雖然是建造太陽能發(fā)電站的理想之選,但在輸電方面卻面臨相當難度。”
實施太陽能發(fā)電衛(wèi)星項目需要在地面上建造一個接收站,負責接收微波或者激光束并將其轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的電能。在項目的最初階段,太陽能發(fā)電衛(wèi)星因規(guī)模很小,無法取代電網(wǎng),但可以用于為災區(qū)或者電網(wǎng)難于覆蓋的偏遠地區(qū)供電。隨著項目的推進,發(fā)電衛(wèi)星將以“衛(wèi)星群”的形式出現(xiàn),能夠滿足整座城市的用電需求。
瓦西勒說:“我們的研究就是為了尋找消除一系列障礙的途徑。借助于部署在太空的太陽能發(fā)電衛(wèi)星,我們能夠為難以到達的地區(qū)供電。衛(wèi)星捕獲的能量將以微波或者激光的形式傳回地球上的特定地區(qū)。這是一種可靠而高效的發(fā)電方式。由于能夠持續(xù)傳輸太陽能,因此免去了存儲能量的需要。最初,太陽能發(fā)電衛(wèi)星只能滿足小村落的用電需求。我們的目標是在太空建造大規(guī)模衛(wèi)星發(fā)電站,具備滿足大城市用電需求的能力。”
4月,斯特萊斯克萊德大學的一組工程系學生進行了一項富有革新性的“太空網(wǎng)”實驗。實驗中,他們在北極圈發(fā)射一枚火箭,進入太空邊緣后,火箭將他們研制的裝置噴出,這個裝置隨后在太空釋放出一張兩米見方的網(wǎng)。這項實驗名為“Suaineadh”,是朝著太空結(jié)構(gòu)設計道路邁出的重要一步。實驗結(jié)果表示可以在這種采用輕量化設計的太空網(wǎng)上建造大型結(jié)構(gòu),這等于為太陽能衛(wèi)星發(fā)電項目進入下一階段鋪平了道路。
瓦西勒說:“Suaineadh的成功允許我們進入太空太陽能發(fā)電項目的下一階段。在這一階段,我們將研究用于收集太陽能的反射鏡。我們的‘SAM’(適應性自充氣膜的英文首字母縮寫)項目旨在測試超輕蜂窩結(jié)構(gòu),部署到太空之后可以改變形狀。這一結(jié)構(gòu)由大量蜂窩組件構(gòu)成,能夠在真空環(huán)境下利用納米泵自行充氣,改變?nèi)莘e。這一結(jié)構(gòu)復制了天然蜂窩結(jié)構(gòu)。蜂窩組件的獨立控制允許我們將這一結(jié)構(gòu)變成一個太陽能聚光器,用于捕獲陽光,而后反射給太陽能電池板。通過往數(shù)千個單獨的蜂窩組件聚集到一起,這一結(jié)構(gòu)也可用于建造大型太空系統(tǒng)。”
斯特萊斯克萊德大學的項目是美國宇航局先進概念研究所(NIAC)一項由ArtemisInnovation公司的約翰·曼金斯博士領導的研究的組成部分。這是一項國際合作研究項目,由歐洲、美國、日本的研究人員參與,斯特萊斯克萊德大學便是歐洲的代表。日本的研究小組由神戶大學的賀屋信行教授領導。在無線電力傳輸領域,神戶大學是世界的領導者。NIAC的研究旨在驗證大型太陽能發(fā)電衛(wèi)星的新概念設計。斯特萊斯克萊德大學負責研發(fā)具有革新性的結(jié)構(gòu)部件以及軌道控制的新方式。
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