據美國《新聞周刊》網站1月5日報道肋拔,美國加州理工學院的研究人員將太陽能電池板送入太空戳粒,從軌道上收集太陽能射贡,從而創(chuàng)造了可再生能源歷史当悔。
1月3日应攘,加州理工學院的研究人員成功發(fā)射了太空太陽能演示器(SSPD)粮呢。這是一個航天器原型千康,可在不受大氣層和晝夜循環(huán)影響的情況下收集太陽能悴务。航天器將利用無線傳輸方式將太陽能送回地球睹限。
地球上的太陽能電池板利用光伏效應,將太陽光直接轉化為電力讯檐。其中羡疗,光子撞擊硅光伏電池,導致原子中的電子被擊出别洪,從而產生電流叨恨。也可以利用聚光太陽能熱發(fā)電(CSP)技術從陽光中收集能量,即利用反射鏡或透鏡聚集陽光敏栽,讓陽光轉化為熱能去弹,最終產生高溫蒸汽,經由渦輪發(fā)電機轉化為電力瓦轧。
2021年毛溅,太陽能發(fā)電占世界發(fā)電量的4%。
不過够堆,地球上太陽能的一大缺點是只能在白天聚集能量关灰,并且發(fā)電效率受季節(jié)和云層覆蓋的影響。這些問題在太空中可以避免吩秫。
SSPD由三個部分組成犬岔,每個部分將進行單獨的實驗。第一個實驗是可部署在軌超輕復合材料實驗(DOLCE)嘲绷,它將測試模塊化航天器的部署把赢。DOLCE是一個6英尺(約合1.83米)見方的結構,它將測試最終釋放一個一公里級航天器集群所需的機制耽效。第二個實驗是ALBA靠汁,它將測試32種不同類型光伏電池中哪一個在太空中最高效。最后一個實驗是微波陣列用于功率傳輸的低軌道實驗(MAPLE)闽铐,它將測試利用微波傳輸能量蝶怔。
不過奶浦,要讓這項新興技術投入運轉,需要跨越一些重要的里程碑踢星。
氣候科學家澳叉、美國全國大氣研究中心杰出學者凱文·特倫伯思對《新聞周刊》記者說:“在我看來,最大的挑戰(zhàn)是把太陽能傳輸回地球沐悦,期間不出現巨大損耗或其他問題(比如太陽能光柱落到預定區(qū)域以外的地方)成洗。”
他說:“這在太空中應該不成問題,因為太空中沒有空氣藏否。但只要受到大氣原子(電離層中的帶電原子)和分子的影響瓶殃,就會發(fā)生散射的情況。”
特倫伯思說副签,最嚴重的問題有可能是水蒸氣引起的遥椿,因為水蒸氣吸收陽光并產生一些局部熱量。這削弱了能量傳輸及其效率淆储。
他說:“地球的一些地區(qū)舶卧,比如亞熱帶地區(qū),水蒸氣較少恍像,可以提供某種窗口乔胆。但我不知道,在旋轉的地球上如何瞄準并有效利用這些窗口〕P現在济季,這個問題在一定程度上可以避免,方法是將太陽能轉化為微波能础呈,微波能可以比較容易地通過大氣傳輸努墩,除非受到雨滴或粒子的影響。在地球上紧视,微波塔被用于在10英里(約合16公里)左右引晌、而不是數百英里范圍內發(fā)射能量。”
他說:“一個很大的問題是硝荚,太陽能四散開來赌骏,而不是聚集在一起。利用巨大的天線可以實現更好地聚集焙蹭,但即便是這樣晒杈,也需要巨大的接收器。”
即使這種技術被發(fā)現能奏效孔厉,一些人也不認為它會被采納拯钻。
太陽能電池科學家、澳大利亞悉尼大學副教授托馬斯·懷特對《新聞周刊》記者說:“我覺得很難想象這種方法如何能與地球上的光伏發(fā)電進行競爭撰豺,即使為了提供24小時供應而把儲能成本考慮在內粪般。”
他說:“盡管對未來的技術發(fā)展有一些非常樂觀的設想拼余,但(歐洲航天局最近委托進行的一項成本效益分析)提出,到2045年亩歹,其潛在的平準化度電成本(LCOE)將在每千瓦時3.8至10.6歐分之間匙监。目前地球上的光伏LCOE已經在每千瓦時3歐分左右,而且逐年降低小作,因此到2045年將遠遠低于這個價格亭姥。儲能成本也在迅速下降。”
懷特說顾稀,如果基于太空的太陽能電池獲得成功达罗,它們將不得不與現有技術進行競爭,而現有技術已經得到充分認識和實地證明陋沫,成為最廉價的發(fā)電方式之一放干,并且走上了一條非常可預料的成本降低之路缆瑟。