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綠色能源新領域:太空太陽能發電站

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   2021年10月,中共中央國務院印發《關于完好精確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和作業的意見》中明確“到2060年非化石能源消費比重到達80%以上”的低碳途徑。這意味著,未來我國的新式供電系統中大部分供能將來自于新能源。

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科學家們提出了空間太陽能電站的想象。簡單來說,空間太陽能電站是指在空間將太陽能轉化為電能,再通過微波或激光等方法將能量傳輸到地上的電力系統。空間太陽能的發電用衛星吸收的陽光不會被大氣削弱,在地球同步軌跡上避免了晝夜更替,不會有氣候改變。據統計,空間太陽能使用率可達1366瓦/平方米,是地上均勻太陽光照功率的7~12倍,且在地球同步軌跡上,空間太陽能電站在99%的時間內可安穩接納太陽輻射,向地上固定區域傳輸能量。

從技能層面來說,空間太陽能電站技能首要存在三個技能環節,分別是能量搜集,能量轉化和傳輸,能量接納與使用。能量的搜集首要通過航天器來完成,如軌跡衛星或空間站。搜集能量的手法除光伏發電外,還有將太陽能直接轉為激光能量的技能道路。能量轉化和傳輸也存在許多技能道路,現在評論最多的有通過微波、激光兩種方法傳輸。相較而言,微波轉化和傳輸效率較高、特定頻段穿透性好;其波束較寬,發射和接納天線的尺度較大,適合于大功率天地能量傳輸形式。

現在空間太陽能發電技能仍面臨著許多挑戰。但這一起也是令人振奮的研究課題和發展機會,該技能未來將在“雙碳”目標的達到上發揮起重要作用。

 

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