日本政府2015年1月制定的“宇宙基本計劃”中，包含了一項要推進(jìn)研發(fā)的“未來技術(shù)”。那就是使太陽能電池板漂浮在宇宙空間，將所發(fā)電力輸送到地面的“宇宙光伏發(fā)電系統(tǒng)”。
這項研究目前還面臨著許多有待解決的技術(shù)課題，目前預(yù)計的開發(fā)費用將超過1～2萬億日元。據(jù)稱最快2040年實現(xiàn)。雖然路途艱難，但實用化，就能改變整個世界的能源產(chǎn)業(yè)。
所謂宇宙光伏發(fā)電，是要在3.6萬公里高空的同步衛(wèi)星軌道設(shè)置上專用衛(wèi)星，在宇宙空間利用太陽能發(fā)電，再把電能轉(zhuǎn)換為電波，輸送到地球。最后在地面的受電基地再恢復(fù)成電能。
在沒有云層遮擋的宇宙空間，可以不間斷地穩(wěn)定發(fā)電，因此與地面的光伏發(fā)電相比，發(fā)電效率約是后者的10倍。而且，向地面的受電基地定點供電的方式也具有較大的優(yōu)勢。只要建設(shè)好受電基地，即便是深山、海上等交通不便的場所，也可以大量供應(yīng)發(fā)電過程碳排放為零的清潔電力。
而且，在宇宙空間生產(chǎn)的無窮的電能，還可以從日本擁有的衛(wèi)星，輸送給其他國家。讓沒有資源的日本轉(zhuǎn)型為能源出口國，也不再只是夢想了。
美國凍結(jié)開發(fā)計劃，日本一馬當(dāng)先
宇宙光伏發(fā)電的方案是在1968年由美國的PeterGlaser博士提出的。之后一直以美國宇航局（NASA）為中心推進(jìn)研發(fā)。但現(xiàn)在，出于財政等原因，NASA的開發(fā)計劃遭到了凍結(jié)。部分民營企業(yè)雖然也在繼續(xù)進(jìn)行研究，但沒有取得突出的成果。
于是，從1980年代開始參與研發(fā)的日本沖到了領(lǐng)跑的位置。文部科學(xué)省等管轄的日本宇宙航空研發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省下屬的宇宙系統(tǒng)開發(fā)利用推進(jìn)機(jī)構(gòu)合作，正在聯(lián)手開發(fā)基礎(chǔ)技術(shù)。
宇宙系統(tǒng)開發(fā)利用推進(jìn)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)開發(fā)部擔(dān)當(dāng)部長中村修治自豪地說：“還在繼續(xù)開展研發(fā)的國家只有日本。我們引領(lǐng)著世界。”
宇宙光伏發(fā)電系統(tǒng)如上圖所示，大致分三個階段。
首先是設(shè)置在宇宙空間的衛(wèi)星利用太陽能發(fā)電，將電能轉(zhuǎn)換成微波或者激光。這是第一階段。接下來是準(zhǔn)確向地面輸送電波。最后利用地面的天線接收電波，重新復(fù)原成電能。
其中最大的課題是衛(wèi)星。使用過去研發(fā)的主流--微波作為供電方式時，設(shè)置在宇宙空間的發(fā)電衛(wèi)星的成本非常高昂。
利用宇宙太陽能生產(chǎn)1座核電站的發(fā)電量，即100萬千瓦，必須在宇宙空間內(nèi)，鋪設(shè)約2公里見方的太陽能電池。如果達(dá)不到這樣的面積，從宇宙空間到地面，在3.6萬公里的供電過程中，電波將會擴(kuò)散。使用上面提到的太陽能電池時，在地面上也需要設(shè)置直徑約為4公里的受電天線。
由于需要的衛(wèi)星體型巨大，發(fā)射成本自然也是巨大。
以發(fā)電量為100萬千瓦計算，資材的重量約為1.5萬噸。即使每次能夠發(fā)射50噸，也要發(fā)射300次。因此，資材的運輸不能使用一次性火箭，必須將航天飛機(jī)等可以重復(fù)使用的太空飛機(jī)實用化。在此前提下估算，整體的成本至少需要1～2萬億日元以上，“考慮到利潤，以現(xiàn)在的技術(shù)還難以實現(xiàn)”（JAXA工作人員）。
轉(zhuǎn)載請注明出處。
免責(zé)聲明
① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品，版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng)，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使
用，并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)責(zé)任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本媒贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)，版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個人認(rèn)為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益，請及時向本網(wǎng)提出書面權(quán)利通知，并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細(xì)侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后，將會依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。
相關(guān)文章網(wǎng)友點評
0 條相關(guān)評論
熱門資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
