继超级高铁、载人登月、天河工程后又一超级工程也在紧锣密鼓的进行,并取得了一定的成绩,这就是逐日工程。其旨在解决人类能源危机问题,一旦投入使用,人类能源危机可破、温室效应可解。
世界经济的现代化离不开化石能源,一旦化石能源枯竭,人类如果没找到可替代的能源,将会面临灭顶之灾。如今的世界局部战争,基本都是美国等霸权主义国家为争夺化石能源或为了化石能源的重新配置而挑起的。未来当化石能源与原料链条中断,世界经济危机和能源战争将更频繁。
太阳能作为清洁、可持续、可再生的能源,仅有22亿分之一辐射到地球上,太空中的太阳能含量更是巨大的。2014年国内130余位专家经过一年的时间完成了《中国太空发电站发展规划及关键技术体系规划论证报告》,为我国开展太空发电站关键技术攻关决策提供了重要指引。2018年启动“空间太阳能电站系统项目”命名为逐日工程,开始了空间太阳能电站的研究。
已经使用的太阳能分为:光热利用、太阳能发电、光化利用、及光生物利用。我们仅仅利用辐射到地球上的很少的一部分,更多的则被大气层拦在太空中。如果想获取更高级的太阳能,就需向太空要。比如1m2的太阳能板在地面最多能获得1000瓦的太阳能,如果在太空中,其获得的太阳能将突破14000瓦。
太空电站无疑是获取更多太阳能的方法,最早提出太空电站理论的是尼古拉·特斯拉,他认为宇宙中充满了能量,人类需要寻找方法去接收这些能源。但由于其巨大的建设难度及无法突破的技术,被一推再推,一直到发起人去世仍没有实施。
随着温室效应被全球重视,我国也承诺2030年实现碳达峰、碳中和的目标。太阳能这一清洁能源的充分利用也被提上日程,但逐日工程启动后,也面临着很多技术难点!
利用太阳能板接收太空太阳能转化成电能,将电能转换成微波,利用发射器传输回地球,地球接收装置将微波转成电信号,利用无线充电桩给用电器充电,这便是逐日工程的整体思路。
但其中太空电站的建设、太阳能源的发电以、地面能源接收、无线充电转化等,都是接下来要克服的难点。
至少十万吨,是一个常规的太空发电站的质量,将其运入太空难度可想而知。不过对于我国而言,随着2022年空间站的建成,再建个太空发电站只是时间问题,但其投入也是巨大的!
太空中缺少大气的保护,太阳辐射更强,对于太阳能板也是很大的考验。而且太空发电站在太空中停留时间较长,普通的太阳能板,根本无法承受住如此长时间且高强度的辐射。好在西安电子科技大学成立了一个省级重点实验室,专门负责太空电站的设计,其涉及到的问题,都会逐渐攻克。
在35800公里高的卫星轨道没有空气、昼夜、四季之分,发电效率更高。普通电缆传输模式就不适合了,远程传输是唯一能选择的传输方式。空间发电站将微波传回地球后地面信号接收装置就起到作用了。微波传输的强度较强,如何高效率接收,并转换为电能也是需要重点研究的部分。
好消息是:西安电子科技大学段宝岩院士团队研究的“世界首个全链路全系统的空间太阳能电站地面验证系统”已顺利通过验收,目前处于世界领先水平。
太空发电站未来可以成为“太空充电桩”,为在太空运转的各类航空器充电。另外一旦地面无线充电桩获得突破,任何设备都可以利用接收天线接收太空发电站的微波,进行充电。未来我们在面对各种灾害时,利用无线供电将会大大提高效率。
当然空间太阳能电站的研究是超前的、突破人们想象的,其工程量是巨大的,所涉及的技术领域非常多,要想实现天地之间的传输需要我们几代人持续的奋斗。
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