太空太陽能

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微波式发电卫星
圖左:大氣層或雲造成折射或反射,造成太陽能部分損失。
圖右:太陽能發電衛星在大氣層外接收太陽能,避開了大氣層的干擾,以微波或激光的形式將能量傳達到地面的接收站,減少能量損失。
想像圖

太空太陽能(Space-based solar power, SBSP)又稱為太陽能發電衛星軌道發電機,自1970年代早期已在构想中的一種太陽能發電系統,在衛星軌道上的太陽能收集器,將從太陽光收集所得的能量以微波激光形式传送到地球,在地球表面接收後轉化爲電能。其优势是在太阳與太陽能收集器之間無大氣層阻碍,因此效率較高,并且不受昼夜周期的影响。是一种可再生能源。目前的造价仍非常高,不具經濟效益,技术进一步发展,或能源价格上涨后,有可能提上建造日程。[需要更好来源] [1]

歷史[编辑]

1941年,美國科幻小說作家以撒·艾西莫夫的科幻小說推理 (短篇小說)中描述一太空站將從太陽收集的能量以微波波束傳送至地球。 太陽能發電衛星(SBSP),原稱Satellite Solar Power System(SSPS)的概念在1968年首次由Peter Glaser提出,此概念得到美國專利(專利篇號3,781,647)。他提出的方法是以大型天線(大至平方公里級)發射微波,將能量由太空軌道傳送至地球表面一更大的接收天線。

美國太空總署(NASA)在1974年主導一項關於此的研究,有四家私人公司參與。研究顯示這個概念在實行上有多個困難:在軌道上設置的設施太大,造價昂貴;對如此大型的太空計劃缺乏經驗。

2015年年初, 三菱重工展示了一項實驗,將 10千瓦的太陽能通過微波傳送至 500 米以外的地方,證明技術可行;但是需要解決的技術問題仍然有很多,例如接收時,能量損耗大,接收的能量也非常有限。三菱表示需要著手研究從而找出解決方法。另外能量增強後亦帶來安全問題,工作人員也需要穿著特製的保護衣物。

也有論點表明激光导向的无线能量传输,比普通的微波传输的能量传输量要大。具体方式是由卫星发射激光,定点于地面接受,以激光导向成功后,地面接受站以负极,卫星站为正极,雷击式传送能量。[2]

安全考慮[编辑]

衛星在軌道,運行速度極高。而傳遞能量的定向能強度足以威脅生命和財產,那衛星一旦故障或遭到軍事入侵、駭客控制,只要傳送能量發生幾秒鐘差錯,目標地點就可能從荒野的大接收碟變成大城市中心,造成上百萬人燒傷,甚至死亡。若是打向別國,那麼究竟是故障還是軍事攻擊,就難在外交上澄清,這甚至可能造成戰爭。大國也有可能直接以衛星作爲戰爭武器。[3]

參考文獻[编辑]

  1. ^ http://www.ursi.org/files/Appendices070529.pdf
  2. ^ Colonizing Space CBS
  3. ^ 1978 DOESPS (PDF). [2015-07-30]. (原始内容 (PDF)存档于2013-12-08). 

參看[编辑]

外部連結[编辑]

  • (英文) URSI 2007 History of Space Solar Power

作品中出現的太陽能發電衛星及地面系統[编辑]

影片[编辑]