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我國將建太空發電站,完成可供人類用電10萬年?技術再次領先世界

#頭條科技復薪計劃第二期#你知道太空太陽能發電站嗎?

我國將建太空發電站,完成可供人類用電10萬年?技術再次領先世界

當有些國家還在費勁研究它的概念時,我國已經進入該專案的第二階段。據說當電站建設完成後,發電量可供地球上的人類,用上10萬年。這意味著,我國的又一項技術再次領先世界。

我國將建太空發電站,完成可供人類用電10萬年?技術再次領先世界

想象一下,當漂浮在太空中的太陽能發電站,源源不斷地給地球傳遞能量。這個場景也許聽起來有點像科幻小說,但從我國已經進入第二階段建設的現狀來看,這一科幻場景很可能變成現實。

我國將建太空發電站,完成可供人類用電10萬年?技術再次領先世界

那麼太空太陽能發電站是什麼?它和地球上的太陽能發電站有何不同?我們又為何,要花費巨大的人力物力來建造它呢?下面就跟著羅叔,一起去探索其中的答案。

我國將建太空發電站,完成可供人類用電10萬年?技術再次領先世界

太空太陽發電站是什麼?地球上的太陽能發電站大家都知道,太空太陽能發電的原理和其基本一樣,簡單來說就是將光能轉化為電能。但很多人不知道的是,這其中又分為光-熱-電轉換方式,和光-電直接轉換方式,因為光-熱-電的轉換方式效率很低,且成本較高,所以目前很少使用。大家比較喜歡的,還是光-電直接轉換的方式。

我國將建太空發電站,完成可供人類用電10萬年?技術再次領先世界

其具體的工作原理就是,陽光照射在太陽能電池上,然後帶著足夠能量的光子,在半導體材料P型矽和N型矽中,將在共價鍵也就是價帶中的電子,激發到一個能量空間導帶中。在這個導帶中,所有的自由電子全部被集中起來,然後在絕對零度的條件下,形成被電子佔滿的最高能帶。而原來價帶中電子流失,所空出來的空穴,就被其他電子補上,然後再形成新的空穴,再被電子補上,由此形成的大量電子-空穴對。在這個過程中,電子流向帶正電的區間,空穴流向帶負電的區間,接通電路後,就形成了電流。別看太空太陽能的發電原理如此簡單,它要建設起來可是相當複雜的。

太空太陽能發電站和普通的太陽能發電站有何不同?

我國將建太空發電站,完成可供人類用電10萬年?技術再次領先世界

和地球上的太陽能發電站不同的是,太空太陽能發電站又多了兩步,一步是將太陽能電池板,用衛星發射到太空中。另一步將太陽能發電站儲存的能源,傳回地球,雖然前者對全球有能力發射衛星的,國家來說是輕而易舉的事情,但別的國家要想在短期內實現,也是比較困難的。而後者,也就是怎麼將其中儲存的能量傳回地球,供人類使用,對全球來說都是一個難題。

雖然從工作原理上來看,太空太陽能發電站的傳遞原理較為簡單,就是在將光能轉換為電能以後,將其再轉換成高頻的無線電波,從而把電波傳回地球。但是其操作難度不是一般的大,目前關於這方面的研究也不少,但其中比較靠譜的有兩個,一個是透過鐳射將能源發回地球,另一個是透過微波裝置向地球發射能量,然後在透過地球上的接收裝置,將其轉換為電能。要想在太空和地面之間完美實現交流,其實是很複雜的,尤其是在太空中,太陽能電池板是否能自主完成所有操作,再加上後期的維護,更是難上加難。

既然建設太空太陽能發電站如此困難,我們為何還要花費大價錢來建設呢。

我國將建太空發電站,完成可供人類用電10萬年?技術再次領先世界

其實太空太陽能發電站的概念,是在上世紀首次提出的,但在它提出以後,全世界的人們就致力於將其變為現實。

這是因為隨著科技的不斷進步,我們越來越發現,地球的資源已經無法滿足,人類日益增長的需求了,雖然大家在很久之前,就已經有了節約資源的意識,後來更是發明了“地球一小時”的活動,就是想要提醒大家節約能源。但是要想實現經濟水平的飛速發展,根本就離不開對能源的大量消耗,只靠“節流”來維護地球有限的資源,一點兒也不現實,所以就只剩下一個辦法,那就是“開源”。

這裡的“開源”,其實就是我們從地球之外的太空獲取能源。而羅叔一開始提到的太空太陽能發電站,就是我們從中獲取電能的新途徑。

我國將建太空發電站,完成可供人類用電10萬年?技術再次領先世界

雖說目前全球太陽發電站的技術,已經相當成熟,除了效率在不斷提高,成本更是越來越少,還屬於清潔可再生的能源,但它有一個很大的缺陷,那就是能量供應不能持續,我們用電大概是一天24小時不能間斷,但是太陽能發電站只有在陽光充足時,才能發電,無法滿足用電的需求,這時我們就需要一種,可以大規模儲存電能的方法。

而且根據相關研究,用這種方式發電,一個地面接收站將可以達到,50億瓦的發電功率。這是一個什麼概念呢?目前全球最大的太陽能發電站,發電能力是2245兆瓦,太空太陽能發電站的發電量,是它的2倍還要多,這其中的好處顯而易見。所以建設太空太陽能發電站,也就是勢在必行的事了。

我國將建太空發電站,完成可供人類用電10萬年?技術再次領先世界

而我們呢,從上世紀50年代開始,就積累了大量的相關經驗。以太空太陽能發電站必不可少的,能量轉換零件,太陽能電池板為例。我們從1958年開始就已經開始相關研究,在光伏研究方面,截止到目前我們的研究小組早已是,全球領先水平,雖然可能還有一些技術難點沒有攻克,但以相關團隊的研究水平,解決這些問題是遲早的事。所以羅叔才說,建造太空太陽能發電站,對我們來說已經沒有什麼難度了,其提出的要在2035年之前,建設一個200兆瓦級的,“太空太陽能發電站”,不出意外應該也能順利實現。

我國將建太空發電站,完成可供人類用電10萬年?技術再次領先世界

也許你要說,這只是我們想象中的場景,有點科幻的味道,不可能這麼快就實現。但你還記得,當年凡爾納的科幻小說《海底兩萬裡》,如今基本已經完全實現。而現在看上去就像科幻小說的太空發電站,也已經有了雛形,羅叔不得不說一句,只有想不到的,沒有我們做不到的。如果有一天人類失去了想象力,科技還會進步嗎?

我國將建太空發電站,完成可供人類用電10萬年?技術再次領先世界

分類: 科學
時間: 2021-10-07

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