太阳能发电卫星

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微波式发电卫星
圖左:大氣層或雲造成的折射或反射,所造成的太陽能的部分損失。
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造成的損耗,以微波或激光方式將能量傳達到地面的接收站,減少能量的損失。
想像圖

太陽能發電衛星、又稱為軌道發電機(SBSP),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传送到地球,在地球表面接收後轉化為電能。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,不俱經濟效益,有可能在技术进一步发展或能源价格进一步上涨后被建造。[1] [2]

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光收集得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(大至平方公里的級數)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年主導及有四家私人公司參與的研究顯示這個概念在實行上有多個問題:在軌道上設置如此大設施非常貴、對如此大型的太空計劃缺乏經驗。

2015年年初, 三菱重工展示了將 10 kilowatts 的太陽能通過微波傳送至 500 米以外的地方,證明技術可行;不過仍然有很多技術問題需要解決,例如傳送收集到的能量時會有很大損耗,接收的能量非常有限。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,工作人員需要穿著特製的保護衣物等。

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。[3]

安全考慮[编辑]

由於衛星在軌道運行速度極高,若是傳遞能量的定向能強度足以使人燒傷,那衛星一旦故障或遭到軍事入侵和駭客控制,只要傳送能量發生幾秒鐘差錯可能打向的地點就從荒野的大接收碟變成大城市中心劃過,造成上百萬人燒傷的可能性是存在,若是打向別國,而究竟是故障還是軍事攻擊很難在外交上澄清,可能造成戰爭。[4]

參考文獻[编辑]

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[编辑]

影片[编辑]