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技术|英国拟建空间太阳能电站 助力2050年实现净零排放

参考消息网3月23日报道 据澳大利亚“对话”网站3月17日发表文章 ， 解释了太空中的太阳能发电站将如何运作 ， 又能带来哪些好处？
据报道 ， 英国政府正在考虑建设空间太阳能电站的计划 ， 该计划将耗资160亿英镑（约合210亿美元） 。
空间太阳能电站是英国政府“净零创新组合”项目将投资的技术之一 。 与其他技术一样 ， 它被视为可以帮助英国到2050年实现净零排放的潜在解决方案 。
但是 ， 空间太阳能电站将如何运转？这项技术又有哪些优势和弊端？
空间太阳能发电需要在太空收集太阳能并将其传送到地球上 。 尽管这一设想本身并不新鲜 ， 但最近的技术进步使这一前景更有可能实现 。
空间太阳能发电系统需要一个太阳能卫星 ， 即一台装有太阳能电池板的巨型航天器 。 这些电池板可以发电 ， 然后通过高频无线电波将能量无线传输到地球 。 一种名为硅整流二极管天线的地面天线将把无线电波转换成电力 ， 再将其传送至电网 。
轨道上的空间太阳能电站一天24小时都可以接收太阳光 ， 因此可以持续发电 。 这比地球上的太阳能发电系统更具优势 ， 后者只能在白天发电 ， 并且受天气影响 。
全球能源需求预计到2050年将增长近50% ， 因此 ， 空间太阳能发电可能是帮助满足全球能源部门日益增长的需求和应对全球气温上升的关键 。
空间太阳能电站基于模块化设计 ， 大量太阳能组件要在轨道上由机器人来组装 。 把所有这些组件运入太空难度大、成本高 ， 而且对环境有害 。
首先需要解决的一个问题是太阳能电池板的重量 。 但这一问题已经通过开发超轻太阳能电池得到了解决 。
空间太阳能发电被认为具有技术可行性 ， 主要是因为一些关键技术取得了进展 ， 包括轻型太阳能电池、无线能量传输和太空机器人技术 。
重要的是 ， 仅组装一个空间太阳能电站就需要进行多次太空发射 。 飞船目前无法重复使用 ， 不过 ， 像美国太空探索技术公司这样的公司正在努力改变这种状况 。 如果发射系统可以重复使用 ， 那将大大降低空间发电成本 。
即使我们成功建造了一个空间太阳能电站 ， 其运行也面临若干实际挑战 ， 例如太空碎片可能会破坏太阳能电池板 。
另一个问题是无线能量传输效率 。 从太阳能卫星向地面传输能量难度很大 。 依据目前的技术 ， 只有一小部分收集到的太阳能可以到达地球 。
【技术|英国拟建空间太阳能电站 助力2050年实现净零排放】弗雷泽-纳什咨询公司最近的一份报告认为 ， 在英国投资100多亿英镑建设空间太阳能电站是一个可行的概念 。 该项目预计将从小规模试验开始 ， 2040年建成并投入使用 。
这颗太阳能卫星的直径将达到1.7公里 ， 重约2000吨 。 地面天线的占地面积约为87平方公里 。 考虑到英国的土地可用情况 ， 它更有可能被设置在海外 。
这颗卫星的发电能力将达到2吉瓦 。 虽然这已算是不小的容量 ， 但对英国的总发电能力（76吉瓦）贡献并不大 。
空间太阳能发电能否帮助我们在2050年前实现净零排放还有待观察 。 其他技术 ， 比如多元化灵活储能、氢的使用和可再生能源系统的发展 ， 更容易被接受和应用 。
尽管存在上述挑战 ， 空间太阳能发电仍有可能带来激动人心的研发机会 。 未来 ， 这项技术有可能在全球能源供应中发挥重要作用 。
空间太阳能发电示意图（资料图片）

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