為什麼要建造空間太陽能發電站,為什麼要在太空建太陽能電站?

時間 2021-10-14 23:07:24

1樓:廣西師範大學出版社

人口膨脹?能源危機?環境汙染是當前人類面臨的三大難題?

石油?煤炭?天然氣等燃料,已經日趨貧乏了,有些科學家悲觀地估計,到公元2023年之際,這些燃料將接近枯竭?

儘管各國正在千方百計地挖掘?開發新的燃料資源,但資源是有限的,因此探索新一代的能源,實際上已經被提到議事日程上來了?那麼這新一代的能源又是什麼呢?

目前科學家們有兩種設想,一種是原子能發電?但應用這一能源存在放射性廢物的安全保管問題,弄不好就會招致滅絕生物的大災難,當然也包括人類在內,因而這條途徑使人望而生畏?另一種是向光芒四射的太陽要能量?

我們知道,太陽以光的形式,向宇宙空間源源不斷地輻射能量,每秒就相當於將550萬噸原煤的熱能運送給地球,然而這隻佔太陽輻射能的二十二億分之一?就是這二十二億分之一的能量,也只有64%萊到了地面,其餘的全被無情的大氣吞掉了,你想想看,這是多麼可惜呀!如果能在太空興建太陽能電站,把太陽能最大限度地轉換成電能,然後再輸送回大地,這該是多麼理想而又具有巨大的實際意義呀!

2023年美國工程師彼得?格拉塞爾,提出了在空間建立太陽能電站的大膽設想,一時間**為之譁然,有人譏笑說,這只不過是一個美妙的幻想?然而事隔不久,波音公司卻公佈了衛星太陽能電站的第一個設計,此後具體方案接二連三地提了出來?

美?日?前聯邦德國等一些國家,十分重視太陽能電站的研究,多年以來,在進行了一系列可行性論證的基礎上,目前已經轉入工程論證和實驗研究階段?

美國能源部和宇航局組織了25個科研工業組織,對設計方案?空間技術?微波技術和低成本太陽電池生產工藝等,進行了廣泛的實驗研究,並發表了數十篇極有教益的研究報告?

2樓:我要化魔

因為外太空沒有空氣,也就不會受天氣影響發不了電。

為什麼要建造空間太陽能發電站?

3樓:易書科技

利用太陽能發電,在今天已經不是什麼夢想。但是在地面上用太陽能發電受著種種限制,把太陽能轉變為電能的效率很低。如果要獲得充足的電力,就必須鋪設面積巨大的太陽能發電板。

而這對於寸土寸金的地面來說,顯然是十分困難的。所以,太陽能發電站至今沒有能夠真正大規模地投入實用。

而在太空,廣袤的空間就有鋪設太陽能接收板的最佳條件。而且,太空中的太陽輻射,由於沒有地球大氣的阻隔,強度要比地面上大得多。據估計,使用同樣面積、同樣材料的太陽能接收板,其發電的能力要比地球上高出10倍。

現今,人們正為地球上的能源不足和大氣汙染而倍感困惑,太空太陽能發電更是受到了科學家們的青睞。

為什麼要在太空建太陽能電站?

為什麼要興建太陽能太空發電站?

4樓:易書科技

有關bai地球上化學能源行將枯竭du,煤和石油的使用zhi嚴重汙染大氣的報dao道已屢見不鮮內。然而出路究竟何在?太陽能容的開發便是擺脫困境的重要途徑。

太陽能清潔、價廉,名副其實的取之不盡。太陽每秒鐘可放出近0.1億億億千卡的能量,在地球附近,也有1/200億億億千卡之巨。

太陽能多半可以轉化為電能,極便輸送。然而目前人類對太陽能的開發尚屬微末之數,只有將眼光轉入太空,才能取得突破性進展。

美國建造中的首座太空太陽能發電站正開此先河。它將安置在3萬多千米高的地球同步軌道上。那兒的陽光比地面上強5倍、熱量大10倍,因而其發電能力可達50億瓦,足可供整個紐約州使用。

而到2023年,太空中將有100座這樣的發電站,全美30%的電力將由它們提供。

太空太陽能發電站的原理並不複雜:長100千米、寬50千米的龐大太陽能電池陣列先將太陽能轉變為電能,再通過特殊裝置,將電能轉變為便於傳播的微波。地面上的巨型微波接收站收下微波,再轉化為電能供使用者使用。

由於太空睛空萬里,電能也就能源源不斷地傳向地面。

什麼是空間太陽能發電站?

5樓:易書科技

人口膨脹、能源危機、環境汙染是當前人類面臨的三大難題。石油、煤炭、天然氣等燃料,已經日趨貧乏了,有些科學家悲觀地估計,到公元2023年之際,這些燃料將接近枯竭。儘管各國正在千方百計地挖掘、開發新的燃料資源,但資源是有限的,因此探索新一代的能源,實際上已經被提到議事日程上來了。

那麼這新一代的能源又是什麼呢?目前科學家們有兩種設想,一種是原子能發電。但應用這一能源存在放射性廢物的安全保管問題,弄不好就會招致滅絕生物的大災難,當然也包括人類在內,因而這條途徑使人望而生畏。

另一種是向光芒四射的太陽要能量。

我們知道,太陽以光的形式,向宇宙空間源源不斷地輻射能量,每秒就相當於將550萬噸原煤的熱能運送給地球,然而這隻佔太陽輻射能的二十二億分之一。就是這二十二億分之一的能量,也只有64%萊到了地面,其餘的全被無情的大氣吞掉了,你想想看,這是多麼可惜呀!如果能在太空興建太陽能電站,把太陽能最大限度地轉換成電能,然後再輸送回大地,這該是多麼理想而又具有巨大的實際意義呀!

2023年美國工程師彼得·格拉塞爾,提出了在空間建立太陽能電站的大膽設想,一時間**為之譁然,有人譏笑說,這只不過是一個美妙的幻想。然而事隔不久,波音公司卻公佈了衛星太陽能電站的第一個設計,此後具體方案接二連三地提了出來。美、日、前聯邦德國等一些國家,十分重視太陽能電站的研究,多年以來,在進行了一系列可行性論證的基礎上,目前已經轉入工程論證和實驗研究階段。

美國能源部和宇航局組織了25個科研工業組織,對設計方案、空間技術、微波技術和低成本太陽電池生產工藝等,進行了廣泛的實驗研究,並發表了數十篇極有教益的研究報告。

太陽能電站的工作原理是怎樣的呢?根據格拉塞爾的設想,波音公司設計了一個500萬千瓦的太陽能電站,電站設在地球靜止軌道上,日照時間不受黑天白晝以及氣象變化的影響,所以它比在地面上的日照時間要長6~15倍,日照強度也要強2倍。電站採用光電轉換的太陽電池。

這種轉換比其他的形式(如熱電轉換)更為簡單,也更容易在空間生產和維修。太陽能電池帆板上裝有140億個太陽電池,旁邊的反射鏡將陽光聚集在太陽電池上,使入射的光進一步增強,太陽電池將太陽能轉換為直流電,微波管又將直流電變成微波能量,最後由相控陣天線發射到地面接收站,並把它轉換成普通電網的電能。

當然無可諱言,實現空間太陽能電站是一項極其龐大而艱苦的空間活動,它要在空間構造一座小城鎮那樣大小的龐然大物,不用說su的,僅在工程上就面臨著嚴重挑戰。

首先是能量轉換問題。電站的太陽電池帆板結構龐大,總重12400噸,中心旋轉軸的直徑達100米,而旋轉起來要非常穩定和準確。如此大的構件,在地面上建造是不可想像的,只能在空間工廠中加工製造。

根據計算,太陽電池的數量需要140億個呢!因此,電站成敗的關鍵,歸結為解決太陽電池的生產能力和鉅額的生產費用。近五年來,美國對單晶矽和多晶矽的生產技術正在加緊研究,力圖儘快滿足電站的要求。

另外,太陽電池的空間生產亦在積極研究之中,這項技術一旦實現,就為建立電站鋪平了道路。

第二是能量空間微波傳輸的問題。將太陽電池帆板所產生的直流功率轉換成微波功率時,要採用數百萬個大功率微波管。不過目前美國的生產能力基本上可以滿足建立電站的要求,這當然是令人樂觀的。

不過在這個環節中,還有發射天線和地面接收天線的製造問題需要加以解決。

發射天線是直徑為1千米的圓形相控陣天線,天線的子陣陣面為20平方米,天線的指向要十分精確。這種天線目前正處在論證階段,到投入生產還有一段路程。

地面接收天線也非同一般,它是一個長14千米、寬10千米的偶極子天線陣,接收的微波經過專門裝置整流後再投入電網。已經做過的模擬實驗表明,接收和整流效率為82%。

第三是空間生產和軌道搬運。美國宇航局和格魯曼公司研究了兩種電站組裝方法。一是低軌道組裝,即先在低軌道上建立一個700人左右的空間工廠,桁架結構和太陽電池均在這工廠生產和組裝,整個電站裝配完畢後,再用電力推動系統將它送到地球靜止軌道上去。

第二是靜止軌道組裝法。這就需要工廠設在靜止軌道上,人員和器材經低軌道過渡到靜止軌道工廠中,最終在那裡製造並組裝。這兩種方案都在實驗之中,一旦實驗成功就又掃除了一個大攔路虎。

一座太陽能電站需要建築材料10萬噸左右,空間作業人員數百人,怎樣把這麼多的人員和物資送到宇宙太空呢?根據上面介紹的兩種組裝方法,將分別採用不同的運載工具。對於低軌道方案來說,早期設想用單級火箭和太空梭運輸,運載量為70~200噸。

現在設想用兩級火箭推進的有翼飛行器——空間運輸船。它的起飛重量為11000噸,載重量已經相當可觀,每次可以將4000至4500噸的大批物資,送達施工現場。如此計算,空間運輸船隻要往返22次左右,即能把建造一座電站的器材全部運送完畢。

而由低軌道向高軌道轉送階段,將採用離子火箭發動機或化學推進劑工作的軌道運輸船。

綜上所述,太陽能電站的建立,儘管還有不少問題需要解決,但是,可以滿有信心地說,前景是美好的。按照美國宇航局的計劃,目前主要是在地面試驗裝配辦法,這一階段後期要發射一顆實驗性的發電衛星;第二階段要發射一顆發電能力為20~50萬千瓦的樣星,這一階段可望在近期完成;第三階段為全面實施階段,計劃到公元2023年建造印個500萬千瓦的衛星電站,公元2023年將突破100個大關。波音公司研究部負責人c.

r.伍德科克樂觀地預言:「在遙遠的未來,圍繞地球將有數百個衛星電站來滿足人類對能源的要求。」

太陽能光伏發電站建設的必要性及必要條件是什麼

6樓:哎喲

必要性為沒有機械轉動部件也不消耗燃料,並且不排放包括溫室氣體在內的任何物質;必要條件為不受地區、海拔等要素的限制。

太陽能光伏發電的過程沒有機械轉動部件也不消耗燃料,並且不排放包括溫室氣體在內的任何物質,具有無噪聲、無汙染的特點;太陽能資源沒有地域限制,分佈廣泛且取之不盡,用之不竭。與其它新型發電技術相比,太陽能光伏發電為一種具可持續發展理想特徵。

太陽能在地球上散佈普遍,只需有光照的當地就可以運用光伏發電系統,不受地區、海拔等要素的限制。太陽能光伏發電程序無需冷卻水,可以裝置在沒有水的荒涼沙漠上。光伏發電還可以很便利地與修建物連繫,組成光伏修建一體化發電系統,不需求獨自佔地,可節流珍貴的地盤資源。

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