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SPS-ALPHA系統(tǒng)由數(shù)千個(gè)薄而彎曲的類似鏡子的組件構(gòu)成，可以移動(dòng)以便讓所能收集的太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)最大化。SPS-ALPHA內(nèi)安裝光伏板，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成微波。微波隨后從這個(gè)“雞尾酒杯”的底部傳給地球。
太空收集太陽(yáng)能不再是“狂想”
SPS-ALPHA系統(tǒng)由數(shù)千個(gè)薄而彎曲的類似鏡子的組件構(gòu)成，可以移動(dòng)以便讓所能收集的太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)最大化。SPS-ALPHA內(nèi)安裝光伏板，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成微波。微波隨后從這個(gè)“雞尾酒杯”的底部傳給地球。
將太陽(yáng)能作為能源和動(dòng)力，人類已經(jīng)探索了近400年，利用的方式一種是光熱轉(zhuǎn)換，一種是光電轉(zhuǎn)換。
其中光電轉(zhuǎn)換就是在地面或其他開闊地鋪設(shè)太陽(yáng)能電池板，并通過控制器將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成可利用的交流電或直流電，也可以先把電放入蓄電池儲(chǔ)存起來再利用。
但通過這樣的方式我們所得到的太陽(yáng)能已經(jīng)被大氣層層層剝削，只剩太空中太陽(yáng)輻射的1/10～1/5，盡管光電轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)從最初的10%提升到了40%左右，但地面太陽(yáng)能發(fā)電的實(shí)際效果還是打了很多折扣。
因此，科學(xué)家們很早就將視野轉(zhuǎn)向太空，如果能從太空直接收集太陽(yáng)能，那么，太陽(yáng)能的可用量將是地球上的數(shù)十億倍。
滿足人類1/3用電需求
美國(guó)宇航局（NASA）前工程師約翰˙曼金斯博士正在研制一種雞尾酒杯形衛(wèi)星，聲稱能夠在2025年滿足人類1/3的用電需求。這種衛(wèi)星名為“SPS－ALPHA”（隨機(jī)性大型相位陣列太陽(yáng)能人造衛(wèi)星），由美國(guó)宇航局委托曼金斯研制，旨在探索利用部署在太空中的太陽(yáng)能電池板向地球傳輸能量的可能性。
曼金斯最近在接受國(guó)外媒體采訪時(shí)指出，如果資金到位，SPS－ALPHA最早可在2025年發(fā)射升空。他說：“一個(gè)太陽(yáng)能衛(wèi)星陣列便可滿足人類1/3的用電需求。雖然并非同時(shí)滿足，但卻能夠滿足任何一個(gè)市場(chǎng)的用電需求。”
根據(jù)曼金斯的設(shè)想，SPS－ALPHA將收集的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成微波（波長(zhǎng)小于1米大于等于1毫米的電磁波），而后傳輸給地球上的發(fā)電站，后者接收后將微波轉(zhuǎn)換成電，最終傳輸給消費(fèi)者。這一系統(tǒng)由數(shù)千個(gè)薄而彎曲的類似鏡子的組件構(gòu)成，可以移動(dòng)以便讓所能收集的太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)最大化。SPS－ALPHA內(nèi)安裝光伏板，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成微波。微波隨后從這個(gè)“雞尾酒杯”的底部傳給地球。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣學(xué)院副院長(zhǎng)、智能測(cè)試及信息處理技術(shù)研究所所長(zhǎng)朱春波在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)表示，從太空中直接收集太陽(yáng)能的想法實(shí)際上在幾十年前就有了，只是一直都沒有成功實(shí)現(xiàn)。
自從20世紀(jì)60年代以來，人類就從科學(xué)角度論證了“基于太空的太陽(yáng)能”（SBSP，Space－basedSolarPower）的可行性，而從太空軌道往地面發(fā)射微波的概念也證實(shí)是可行的。
曼金斯認(rèn)為，SPS－ALPHA的成本會(huì)低于其他一些方式，比如環(huán)繞地球的單一陣列。對(duì)于這個(gè)方案，他認(rèn)為，如果能夠取得成功，向地球遠(yuǎn)程傳輸具有經(jīng)濟(jì)可承受性的電量，可以達(dá)到10～1000兆瓦。
朱春波認(rèn)為，如果這樣的技術(shù)能夠成功，他們所設(shè)想的結(jié)果是可以滿足的。
高效利用太陽(yáng)能
朱春波告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，地面上太陽(yáng)光能量密度比較低，目前我們應(yīng)用的太陽(yáng)能板效率只有百分之十幾到百分之二十，而光電轉(zhuǎn)換效率又比較低。因此，我們?cè)诘孛嫔夏軌蚶玫降奶?yáng)能是十分有限的。
在太空，理論上，在地球同步軌道上，99%的時(shí)間可以接受太陽(yáng)能輻射，每平方米太陽(yáng)能可以產(chǎn)生1336瓦熱量。早在1968年，美國(guó)科學(xué)家彼得˙格拉賽(PeterGlaser)就首先提出了建造空間太陽(yáng)能電站的構(gòu)想。
此后，美國(guó)、日本等都提出了自己的國(guó)際空間太陽(yáng)能電站構(gòu)想。2011年，在中國(guó)空間太陽(yáng)能電站發(fā)展技術(shù)全國(guó)研討會(huì)上，專家也提出了我國(guó)空間太陽(yáng)能電站的發(fā)展思路。
2012年，斯特拉斯克萊德大學(xué)的研究人員在太空測(cè)試過一種裝置，可用于收集能量并以微波或者激光束的形式傳回地球。這項(xiàng)測(cè)試是曼金斯領(lǐng)導(dǎo)的美國(guó)宇航局先進(jìn)理念研究所的一項(xiàng)研究的組成部分。斯特萊斯克萊德大學(xué)扮演的角色是為這一項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)組件研發(fā)具有革新性的解決方案。
斯特萊斯克萊德大學(xué)的馬斯米利亞諾˙瓦斯勒博士指出：“太空是收集太陽(yáng)能的理想之地，擁有巨大優(yōu)勢(shì)。在太空中，你可以在一天中的任何時(shí)刻收集太陽(yáng)能同時(shí)不會(huì)受到天氣條件的制約。”
華南理工大學(xué)電力學(xué)院副院長(zhǎng)張波也告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，與地面能源相比，從太空中獲取太陽(yáng)能，不僅強(qiáng)度高，由于其本身是無償?shù)模蚨杀镜汀?/p>
在地面上建設(shè)太陽(yáng)能電站需要很大的面積，與火力發(fā)電站相比，產(chǎn)生同樣電量的太陽(yáng)能電站所需占地面積可能是火力發(fā)電站占地面積的幾十倍。此外，為了避免天氣對(duì)太陽(yáng)能利用的干擾，就需要龐大的蓄能系統(tǒng)。目前來說，這都是發(fā)展太陽(yáng)能的瓶頸。
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