太陽能是清潔的可再生能源，它在我們的日常生活中已經(jīng)有了較為廣泛的應(yīng)用，如太陽能熱水器、太陽能電池等。但你知道能在太空中工作的空間太陽能電站嗎?
空間太陽能電站，主要由太陽能發(fā)電裝置、能量轉(zhuǎn)換和發(fā)射裝置、地面接收系統(tǒng)和轉(zhuǎn)換裝置組成。其主要工作原理是：太陽能發(fā)電裝置將太陽能轉(zhuǎn)化成為電能，再由能量轉(zhuǎn)換裝置將電能轉(zhuǎn)換成微波或激光等形式，并利用發(fā)射裝置向地面發(fā)送波束，之后由地面的接收系統(tǒng)接收這些波束，最后通過轉(zhuǎn)換裝置將其轉(zhuǎn)換成為電能接入電網(wǎng)。
之所以要在太空中建設(shè)太陽能電站，是因為太陽能在地面的利用率并不高，容易受很多因素的影響，如云雨、季節(jié)、晝夜更替以及大氣層的吸收和散射等。并且在地面上接收的太陽能能量密度變化巨大，很不穩(wěn)定。但在太空中，太陽能的利用率會大大提高。例如，1平方米的光伏電池，在多霧地區(qū)最多只能產(chǎn)生0.1千瓦的電力，在我國西北地區(qū)中午太陽直射時能產(chǎn)生0.4千瓦左右的電力，但如果是在脫離了對流層的太空中，能產(chǎn)生10至14千瓦的電力。
與日益枯竭、不可再生并且會帶來環(huán)境污染問題的化石能源相比，太陽能更加高效、持久、無污染;與風力、水力相比，太陽能受自然因素影響相對較小，同時覆蓋面更廣。利用空間太陽能電站，可以向偏遠地區(qū)、受災(zāi)地區(qū)等特定地區(qū)供電，還可以靈活地為地面移動目標供電，同時能讓航天器擺脫巨大的太陽能電池翼，大大提高功率水平和控制精度，在未來甚至可以利用空間太陽能電站進行空間燃料生產(chǎn)和空間加工制造，促進空間工業(yè)發(fā)展。
本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創(chuàng)，由北京市第六十五中學一級教師胡曉艷進行科學性把關(guān)。
|
