应用无限可能
空间太阳能电站发展的核心应用目标是为地面提供商业化的、大规模的电力供给,解决人类长期对于稳定的可再生能源的需求问题。其应用领域很多。空间太阳能电站对于地面偏远地区供电、紧急供电、航天器供电和调节环境等方面具有重要的应用前景。空间太阳能电站的发展也将为更为长远的月球太阳能电站的发展奠定基础。
空间太阳能电站可以不间断地为地面提供清洁的可再生能源,为人类提供巨大的、无尽的清洁能源储备。假设在(空间)地球静止轨道上每0.5°间隔(间距约360千米)布置一个空间太阳能电站,每个空间太阳能电站的发电功率为5兆瓦,则可以为地面连续提供约36亿千瓦的电力。巨大的空间供电还可以用于地面的海水淡化、制氢等,从而可以用于其他清洁能源的利用。而且,空间太阳能电站作为一种大型的空间供电基础设施,覆盖面非常广,可以灵活地用于地面移动目标的供电和紧急情况下的供电,包括偏远地区、海岛和灾区等。
空间太阳能电站也可实现对可视范围内的地轨、中轨和高轨道的航天器供电,使航天器不需要巨大太阳能电池翼,从而大大增加功率水平和控制精度,这对于未来的大功率通信卫星、高精度科学卫星等的发展具有重要价值。未来,还可以利用空间太阳能电站直接进行空间燃料生产以及进行空间加工制造,使得未来的空间工业发展变为可能。空间太阳能电站也能作为深空探测能源系统的候选方案。
传统化石能源的利用引起了地球温度的升高,随之产生的台风和龙卷风等恶劣气象的频繁出现给人类带来巨大的灾难。将空间太阳能电站的巨大能量传输到龙卷风所在的区域,可以改变台风的温度分布,从而破坏龙卷风的形成过程。利用空间太阳能电站还能减缓大气雾霾,从而起到环境调节的作用。
延伸阅读
中国空间太阳能电站研究已进入世界前列
2008年,我国将空间太阳能电站研发工作纳入国家先期研究规划。“十二五”以来,国内参与空间太阳能电站的研究团队在逐渐扩大。国防科工局支持了与空间太阳能电站相关的总体和关键技术研究工作,目前在总体规划、总体概念方案、微波无线能量传输技术等方面取得了一定的成果,同时也带动了大型空间结构、空间薄膜太阳能发电技术的发展。
中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室研究团队通过比较国内外多种空间电站方案,重点研究了非聚光型和二次对称聚光型空间太阳能电站,提出了创新的多旋转关节空间太阳能电站方案。此方案得到国际该领域顶级专家的认同,并获2015年世界太阳能卫星设计竞赛第一名。
我国在无线能量传输等关键技术方面也取得重大进步。无线能量传输包括微波和激光两种方式,目前研究以微波方式为主。
2018年年底在重庆启动的空间太阳能电站实验基地项目,将在2021年至2025年建设中小规模平流层太阳能电站并实现并网发电;2025年后可开始大规模空间太阳能电站系统相关工作。空间太阳能电站是一个宏伟的工程,涉及到空间运输、姿态控制、微波技术、能量传输等许多重要的技术领域,每一步关键技术都需要有效、安全、可靠的模拟验证方案,实验基地将起到模拟验证和演示的作用。
当前,我国在空间太阳能电站研究方面初步实现了从“跟跑”到“并跑”的转变,成为国际上推动空间太阳能电站发展的重要力量。我国专家已提出实现我国空间太阳能电站目标的技术路线图:2030年后建设兆瓦级试验空间太阳能电站,2050年后建设吉瓦级商业空间太阳能电站。目前,中国在空间太阳能电站方面的研究已进入世界前列,如能保持并进一步加大研发力度,中国将有望成为世界首个建成有实用价值空间太阳能电站的国家。



×