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【题  名】 太阳能还可以从空中发电?

【出  处】 西安日报

【日  期】 2017.11.07

【作  者】 /

【关键词】 新闻资讯 科研信息 太阳能电站 能源危机 光电转换效率 太阳能发电技术

【正  文】

 
    近日,在第二届空间太阳能电站发展技术研讨会上,西安电子科技大学段宝岩院士团队提出的名为SSPS-OMEGA方案,有望成为中国未来建造空间太阳能电站的备选方案。
  相比于地面 神奇的空间太阳能发电优点多多
  张逸群副教授是段宝岩院士的学术秘书(电子机械工程学科)。他介绍说,与国际上最新的美国NASA于2012年提出的方案相比,这一创新方案不仅可使太阳能收集系统功率质量比提升约三分之一,而且可有效缓解三明治结构带来严酷的散热问题,引起与会专家学者的广泛关注与浓厚兴趣,多位专家表达了联合进行相关技术攻关的愿望。
  那么,到底空间太阳能发电是怎么实现的呢?据张逸群解释,面对日渐紧迫的能源危机,以及使用化石能源导致的温室效应、环境污染等问题,世界各国都在积极寻找方便、清洁的新能源。太阳能将是解决能源问题的根本出路之一,而发展空间太阳能电站则是高效利用太阳能的有效途径之一。空间太阳能电站是指将地球静止同步轨道上的太阳能,通过新的工程技术手段进行有效采集,并以微波方式传输到地面转换成电能供使用的系统。
  据介绍,我国在西部等地建立了很多太阳能电站,但是相比于空间太阳能电站,地面的太阳能电站存在很多问题。比如,用光功率密度来表示一平方米接受多少瓦光能的话,有云雾、有雨雪、有夜晚,地面的太阳能电站接收到的光密度是有限的,到达地面的太阳平均辐射量为每平方米约为150瓦-250瓦。而在地球静止轨道上,每平方米可接收太阳能约为1400瓦,且除春分和秋分以外,空间太阳能电站可接收到的辐射强度基本不受时间和空间限制。因此,一旦能够攻克空间太阳能发电技术,就有望逐步解决人类社会面临的能源危机,获得“取之不尽,用之不竭”的清洁可持续能源。其次,到了夜晚,地面太阳能需要用电池来畜电,需要配比好几倍于总容量的蓄电池,持续供电难度很大,成本也不低。而在空中的话,仅适用极少量的蓄电池就可以满足持续供电。最后,就是地面维护容易受到风沙腐蚀,而在空中受的干扰相对小很多,相比较的可靠性高很多,我国对未来建造的空间太阳能电站的设计寿命预期为30年以上。因为有光密度大、受波动小、寿命长这三个优点,空间太阳能发电前景很广阔。
  地面上太阳能光板往往需要建造的面积很大,同时还会受到太阳东升西落的影响,太阳光和光伏电池存在夹角导致光电转换效率低。段宝岩院士的解决方案,用球形聚光的方式来避免系统在轨道上的大惯量、大范围旋转,同时聚光带来了太阳能光伏电池面积的减小,单位接收的光会更多,利用效率更高。
  空间太阳能电站接收了太阳光,和地面不同的是无法立刻使用,而是先转化为微波进行传输,到地面再转化为电。虽然总体来说投入成本会比地面高,但是维护成本小很多。



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