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“未來技術(shù)”:宇宙光伏發(fā)電 為地面提供無盡的能源
日期:2015-08-04   [復(fù)制鏈接]
責任編輯:linpher 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
  
以發(fā)電量為100萬千瓦計算,資材的重量約為1.5萬噸。即使每次能夠發(fā)射50噸,也要發(fā)射300次。因此,資材的運輸不能使用一次性火箭,必須將航天飛機等可以重復(fù)使用的太空飛機實用化。在此前提下估算,整體的成本至少需要1~2萬億日元以上,“考慮到利潤,以現(xiàn)在的技術(shù)還難以實現(xiàn)”(JAXA工作人員)。

供電方式不只是手機等使用的微波。JAXA還考慮采用波長僅為微波約5萬分之1的激光。

微波可以不受天氣影響進行供電,但如上所述,微波存在導致負責供電的衛(wèi)星和負責受電的天線大型化的問題。另一方面,激光雖然能實現(xiàn)裝置的小型化,但容易受到云和雨的遮擋,無法充分發(fā)揮宇宙太陽能的優(yōu)勢。而且,如果天線受電不準確,還有可能危害人體健康。二者都各有長短。

除此之外,包括如何確保設(shè)置受電天線的大片用地、如何取得宇宙光伏發(fā)電使用的電波波段在內(nèi),課題還有很多。

考慮到這些情況,美國決定凍結(jié)計劃。那么,日本為什么還在堅持研究呢?

這從2015年3月在兵庫縣內(nèi)進行的驗證實驗可以一探究竟。

JAXA、推進機構(gòu)、三菱電機等,開展了將電能轉(zhuǎn)換成微波,向54m開外的受電天線發(fā)送的實驗,得到的電能超過了預(yù)期。

54m與3.6萬公里似乎相去甚遠,但推進機構(gòu)的中村說:“只要建立起根據(jù)受電部的天線發(fā)出的信號,準確輸送電波的技術(shù),就能提高轉(zhuǎn)換效率,延長傳輸距離。”

向無人機無線供電

微波供電和受電天線——奠定宇宙光伏發(fā)電基礎(chǔ)的這兩項基礎(chǔ)技術(shù),還可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域。

比如說,無人機充電一次可飛行幾十分鐘左右。目前還需要在斷電前返回地面的充電基地,而使用微波無線供電的話,就可以持續(xù)飛行。

福島第一核電站的報廢作業(yè)、橋梁和高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施的檢查等,無人機的活用范圍將飛躍式擴大。甚至可能出現(xiàn)自動為特定區(qū)域內(nèi)的手機充電的服務(wù)等。

通過推進宏偉的宇宙太陽能計劃,加快必要的基礎(chǔ)技術(shù)的革新速度,從而回饋社會——出于這樣的目的,日本政府決定繼續(xù)實施計劃。

其效果還帶動了其他技術(shù)。開發(fā)發(fā)電衛(wèi)星配備的玻璃鏡的日本電氣硝子以宇宙太陽能為契機,拓展了業(yè)務(wù)范圍。

日本電氣硝子于2010年,應(yīng)JAXA“制造1m2重100g的玻璃鏡”的要求,著手對玻璃進行輕量化。在2014年成功開發(fā)出了世界最薄、約為0.03mm的玻璃。為得到手機等產(chǎn)品的采用,該公司正致力于生產(chǎn)的穩(wěn)定化?;仡櫘敃r,執(zhí)行董事薄膜業(yè)務(wù)部長金井敏正說:“宇宙太陽能計劃推動了技術(shù)革新。”

雖然成本、技術(shù)等課題還為數(shù)眾多。但放棄宇宙光伏發(fā)電還為時尚早。

宇宙系統(tǒng)開發(fā)利用推進機構(gòu)等為實現(xiàn)小型發(fā)電系統(tǒng),已經(jīng)行動了起來。他們沒有一次性建設(shè)巨型設(shè)備,而是要發(fā)射多顆小型衛(wèi)星。計劃通過連接衛(wèi)星,慢慢擴大規(guī)模,借此降低成本。

能源問題是人類永遠的課題。作為引領(lǐng)人類從根本上解決這一課題的夢幻技術(shù),宇宙光伏發(fā)電肩負著重望。 
 
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