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航天器首次向地球发射太阳能,地面将电力输送电网(图)

2023-06-19 来源: 南方都市报 原文链接 评论4条

地球上的太阳能电池板可以提供清洁的电力来源,但它们可能是景观上的一个污点,而且在天黑的时候几乎没有用。现在,美国加州理工学院的科学家提供了一个世界首创的解决方案,用航天器向地球传送太阳能。

据报道,该项目由加州帕萨迪纳市加州理工学院的太空太阳能项目(SSPP)领导,开发了一个名为MAPLE的航天器。MAPLE是“功率传输低轨道实验微波阵列”的简称,它于今年1月3日从卡纳维拉尔角搭乘火箭Transporter-6发射升空。

航天器首次向地球发射太阳能,地面将电力输送电网(图) - 1

MAPLE从太空传输太阳能示意图。

MAPLE配备的太阳能电池板能够承受“恶劣的太空环境”,包括剧烈的温差和太阳辐射。

“太空太阳能”,是一个由科幻作家艾萨克·阿西莫夫在1941年提出的概念,有可能产生比地球表面任何位置的太阳能电池板多八倍的能量。

专家们希望它能为化石燃料,甚至是地热、风能和核能等可再生能源提供一个更好的绿色替代。

加州理工学院电气工程教授哈吉米里(Ali Hajimiri)表示,通过迄今为止进行的实验得到确认,MAPLE可以成功地将电力传输给太空中的接收器。研究团队还能够对该阵列进行编程,使其能量指向地球。

据悉,地球上的太阳能电池板是由多个“太阳能电池”组成的,这是将来自太阳的辐射转换成电能的小装置。

自19世纪末以来,地球上一直存在着太阳能电池,目前产生了世界上约4%的电力,此外还为国际空间站提供电力。

但对该技术的批评者指出,在一年中大部分时间都是多云天气的国家,如英国,它们往往无法工作。

该技术普遍存在的其他问题是,这些电池板占用了大量土地,可能会有碍观瞻,而且往往是在可以腾出其他用途的绿地上。

加州理工学院的团队表示,MAPLE的发射器将太阳能转换成可以传输到地球的形式,如激光或微波。

发射器阵列可以将能量传送到所需的地点,如地球上的接收站,再将电力输送到国家电网。

该团队表示,MAPLE由一个灵活的轻型微波功率发射器阵列组成,该阵列由使用低成本硅建造的电子芯片驱动。

它们需要具有灵活性,以便能够折叠成一个可以用火箭运输的包装,然后在进入轨道后展开,就像美国宇航局(NASA)的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)一样。

MAPLE的发射能量被加州理工学院校园内一栋大楼屋顶上的接收器检测到。

专家们表示,接收到的信号出现在“预期的时间和频率”,并且根据其从轨道上的旅行预测,有正确的频率变化。

哈吉米里教授表示,从来没有人在太空中演示过无线能量传输,研究团队正在用灵活的轻质结构和自创的集成电路来做到这一点,这是世界首次。

据悉,专家们的终极设想是搭建一个“航天器星座”,收集阳光,将其转化为电能,然后在需要的地方以无线方式长距离传输电能,这可能对目前无法获得可靠电力的地方特别重要。

目前还不清楚轨道上的MAPLE航天器是否将构成这个“星座”的基础。

根据加州理工学院团队的说法,这项技术还没有准备好大规模采用,因为太阳能发电和传输需要重新考虑在太空中大规模使用。

太阳能电池板笨重,使得它们的发射成本很高,而且它们需要大量线路来传输电力。

哈吉米里教授的团队现在正在评估该系统中各个元素的性能,这是一个“艰苦的过程”,可能需要半年时间。

一旦完成,它将使该团队能够整理出不正常的情况,并将其追溯到各个单元,为下一代系统提供参考方案。

据报道,英国政府也在研究在太空建造太阳能发电厂的可行性。

2020年,英国政府委托对这种太阳能发电站的概念进行新的研究,作为满足地球日益增长的能源需求的一种方式。  

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最新评论(4)
瑶萌柱
瑶萌柱 2023-06-19 回复
如果这项技术成为主流,我们就可以拥有无限的电力资源,真是太棒了!
心想事成嘟小嘟
心想事成嘟小嘟 2023-06-19 回复
希望专家们能够真正解决技术上的难题,让这项技术得以实现
Lucccia
Lucccia 2023-06-19 回复
看来未来的电力供应不再局限于地球了,这太不可思议了!
suejane27
suejane27 2023-06-19 回复
这个技术真的太先进了,如果能够推广到全球,我们就可以告别污染了


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