中國野心瞄準太空發電,2030 年建造高空軌道太陽能發電站

發佈日期: 2019 年 02 月 19 日 18:00 | 作者: | 分類: 產業資訊

讓再生能源迎來「新的高度」?中國正計劃領銜全球,於 2030 年建造出放置在高空軌道的太陽能發電站,不像地表太陽能電站受到日照時數限制,位於 36,000 公里高的電站將不受大氣層、晝夜、季節變化干擾,達到真正「取之不盡」的發電目的。

太空太陽能(Space-based solar power,SBSP)又稱太陽能發電衛星、軌道發電機,科學家事實上自 1970 年代早期就已開始構想這類型太陽能發電系統。

中國太空技術研究院(China Academy of Space Technology,CAST)研究員 Pang Zhihao 指出,位於太空中的太陽能電站 99% 時間都能源源不絕供應能源,發電強度是地面型太陽能廠的 6 倍。

在 2021~2025 年間,中國首先會建造並發射中小型太陽能發電站到平流層測試成效;2030 年進入下一階段,開始建造 MW 級實驗太空太陽能發電站,發射到約 36,000 公里高的地球靜止軌道(GEO)上;2050 年前則正式打造 GW 級商業用太空太陽能發電站,投入營運。

不過中國能否克服這道願景的技術挑戰?首先,科學家預估一座太空太陽能發電站重量高達 1,000 噸,但載著科研儀器與太空人在近地軌道繞行的國際太空站(ISS)總重也才 400 噸,屆時恐怕要耗費無法計數的資金與時間將所有設備打上天空。

NASA 也曾指出太空太陽能技術存有太多障礙,要在軌道上布置如此龐大的設施所費不貲,我們也沒有相關大型計畫的經驗。對此,中國科學家設想可以利用 3D 列印技術,直接在太空建造發電站,省去靠火箭慢慢運載設備的成本。

至於太陽能轉換成電能後,以微波或雷射光束傳回地球,然後經地面接收系統併入電網,但研究人員表示,需釐清太空電站長期的微波輻射對大氣與地球生態安全的疑慮。此外,定向能量束的強度足以灼傷人體,一旦高空衛星遭駭客入侵,原本用來傳遞太陽能量的射束就可能遭受控制,射往其他國家甚至高密度人口的大城市,造成重大傷害。

不只中國,日本已經研究太空太陽能發電 10 年,印度、歐洲等國亦有涉獵,然而至今都還沒有明顯進展。不過中國太空計畫年度預算為 80 億美元,僅次於美國,配合該國追求成為太空大國的野心,也許太空發電有機會成為現實?

(合作媒體:科技新報。首圖為太空太陽能示意圖,來源:wikipedia

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