月球建光伏电站是否靠谱2019iyiou

2019-05-14 19:13:34 来源: 广东信息港

月球建光伏电站是否靠谱

缘起 日企称2035年开建月球太阳能电站

11月28日,英国《每日电讯报》报道,日本清水公司计划在月球表面铺设太阳能电池板,以此缓解能源危机。消息中指出,日本一家建筑业巨头建议沿月球赤道带铺设长约合400公里的太阳能电池板带,并通过激光和微波将电能传送回地球,从而将月球变成一座巨大的太阳能发电站。

据预计,清水公司将开发勘探月球上自然资源的机器人所必要的自动化设备,而服务于该项目的混凝土和太阳能电池板也即将投入生产,该公司认为工程快将于2035年开工。

专家点评

月球具备建设太阳能电站条件

中国绕月探测工程 嫦娥一号 应用科学首席科学家、探月工程高级顾问欧阳自远院士曾在接受媒体采访时表示,月球上的白天接近半个月,月表是真空,没有大气、电离层,而且月面上没有任何建筑物,所以阳光没有任何遮挡,可以无限制的铺设各种太阳能电磁板。

建设太阳能电站,可以说月球具备一定条件。计算表明,每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦,相当于目前地球上一年消耗的各种能源所产生的总能量的2.5万倍。按太阳能能量密度为1.353千瓦/平方米计算,假设在月球上使用目前光电转化率为20%的太阳能发电装置,则每平方米太阳能电池每小时可发电2.7千瓦时,若采用1000平方米的电池,则每小时可产生2700千瓦时的电能。

目前处于概念性研究阶段

利用月球上的太阳能发电,目前来说还是一项概念性研究。 北京大学地球与空间科学学院焦维新教授在接受科技采访时表示,空间太阳能电站确实是目前太空技术的一个研究方向,但仍有许多技术问题没有解决。

目前,地球上的太阳能应用已经比较广泛,但大都规模不大,功率不高,只能解决一些局部用电问题。焦维新表示,面对人类巨大的电力需求,目前的太阳能发电量只能是杯水车薪。

阳光穿过大气层,能量会有衰减,所以人们设想在大气层外架设太阳能电池板,来更高效地收集利用太阳能。 焦维新说,国外已启动了多项相关研究。

2000年前后,美国宇航局投资2200万美元,启动了 空间太阳能探索性研究和技术计划 ,总结分析了空间太阳能电站的进展,提出了美国空间太阳能电站的发展路线图。

技术难题

如何建:工程技术问题还未解决

据日本清水公司计算,如果环绕月球赤道的太阳能发电站建成,能够将13000万亿瓦电能传送回地球,这相当于美国2011年全年发电量的三倍。

虽然空间太阳能利用前景诱人,却也面临着诸多技术问题需要解决。 首先是如何在太空铺设巨大的太阳能电池阵。 焦维新表示,太阳能帆板在卫星飞船上都已应用,但要构建能解决地球上部分电力需求的发电站,这种太阳能电池是什么样的形状,以怎样的结构构成,如何铺设,类似这些工程技术上的问题都还没有完全得到解决。

此外,空间太阳能电站的建设运行成本也是一个问题。据我国航天飞行力学、火箭弹道设计专家余梦伦计算,要实现空间太阳能发电与地面太阳能发电的成本持平,运用火箭的运输费用至少要降至每公斤1千元人民币,而目前是每公斤五六万元。

怎么传:能量转换地面接收都是难题

建设空间太阳能电站的另一个技术难题就是电能传输。根据已进行的研究,科学家们认为将电能转化为微波可以解决传输问题。

我们知道通过振荡器可以将直流电转换成微波。 焦维新解释说,但是将空间太阳能电站获得的如此巨大的能量转换成微波,目前人类的技术还无法做到。

即使能够转化成微波,要传输到地球上的什么地方,如何接收?焦维新在回答科技问题时指出,如果这样巨大的能量照射到人口密集的地方就相当于一个微波武器,所以地球上的接收站要建设在沙漠等不会影响人类生产生活的地区。他强调,而这个区域附近的航线也会受到微波影响,来往飞机必须避开。

同时传输还要考虑到地球的自转运动,焦维新说,因为地球的自转,太空电站架设在地球同步轨道是比较理想的,这样可以和地球保持相对静止。

目前人类已经建立了国际空间站,就像建造空间站一样, 我们把所需要的装置一次次地发射到地球同步轨道,再组装起来,所以在可以预见的将来,我们的太空太阳能发电站设想是可以实现的。 焦维新说。

梦想链接

农业:种菜养海参

关于月球开发利用的设想,还远不止太阳能发电一项。从种植蔬菜、饲养动物,到建设地月电梯、月球基地,乃至深空探测月球中转站,在科学家看来,月亮同样充满着无穷魅力、无限可能。

如果我们能够在月球上栽种植物并让它们茁壮成长,人类也可能做到这一点。

日前,来自美国宇航局的消息显示,2015年NASA将把包含空气、水和种苗的密封容器送上月球,科学家将对暴露在月球引力和辐射环境下的种苗发育情况进行监视,以确定人类将来能否实现月球生存。

对于在月球种菜,NASA并不是的探索者。去年底,我国进行了第三代生态生保系统试验,中国航天员中心副主任邓一兵将试验的成功解读为:中国航天员有望在太空吃上自己种植的新鲜蔬菜,并实现植物提供用氧,为未来建设月球基地和登陆火星人员实现生命保障自给自足走出了步。

生活在月球基地的人们能吃到什么?不只是蔬菜,未来的太空生态园中还会种小麦、养动物,航天员可以亲手收割并把小麦磨成面粉,制成各种面食。据介绍,未来要长期驻守太空,人类所依赖的粮食要实现自给自足,因此粮食种植是必须攻克的技术关。而太空中养殖的动物,将优选无异味儿的水生动物,入选的鱼类等还要少骨、少刺、生长快,全部都能食用,为航天员提供动物蛋白质,泥鳅、海参等都是目前的备选品种。

在月球上种植植物首先要改造月壤,焦维新指出,如果我们能够在月壤中加入植物生长所需的必要物质,局部改造的月壤,种植上适应生长的植物,在月球上建立一个 温室大棚 并非天方夜谭。

交通:月球电梯

用一根粗大的吊索,一端固定在位于地球赤道的平台上,另一端紧紧抓住距地面约3.6万千米、与地球同步运行的航天器上,就可使一个形似电梯的吊箱载着货物沿吊索驶向太空 这就是一些国家研究人员正在尝试设计的太空电梯。它似乎是科学幻想,然而在科技高速发展的今天,该梦想很有可能变成现实。

去年8月,美国一家公司近日宣称,他们凭借现有的技术就可以在月球上建造一座太空电梯,可使人类和机器人更快、更容易地抵达月球。

制造电梯所用的 绳索 可供选择的材料是碳纳米管,但焦维新指出,目前生产的碳纳米管无法达到太空电梯所要求的长度,所以太空电梯必须先过 材料关 。

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