悬在天上的太阳能发电站

2013-06-08 03:28
少年科学 2013年5期
关键词:发电站酒杯盘子

太阳是一个不停地进行着核聚变产生巨大热量的气体球。太阳产生的辐射能,是我们地球的主要能源。它每秒钟供给地球的能量约为4.1×1013千卡,相当于每秒钟燃烧500万吨优质煤所发出的能量。

太阳能非常巨大,但绝大部分在太空中散失了。于是,科学家设想:不久的未来,在天上建造起太阳能发电站,并把清洁的电能传输到地面,以供日常生活使用。想到就做,研究人员已设计、研究了几种悬在天上的太阳能发电站。

收集阳光的“酒杯”

一只硕大的“酒杯”将悬浮在茫茫的太空,它迎着灼热的太阳,收集着来自太阳的光和热。

这是怎么一回事呢?原来,“酒杯”是美国研究人员正在研制的太阳能发电站,它可将收集来的太阳能输送到地球上。

这只“酒杯”实际上是由一些小卫星组成的。这些卫星按照合理的组合排列在太空中,形成漂亮的“酒杯”。

“酒杯”由成千上万个可控的高分子薄膜镜组成,镜面会根据太阳的方位改变方向。

“酒杯”上的镜子负责收集阳光,然后全部反射到“杯子”底座部位的圆盘状发电系统上。圆盘的正面是高效太阳能光伏电池板,可以把镜子反射的阳光转化为电能。

在“酒杯”圆盘状发电系统的背面,也就是向着地球一面,安装有多个微波发射器,可以把电能转化为高能微波,发射给地面上的接收站。接收站把微波再次转化为电能,然后传输给千家万户。

美国研究人员正在加紧研制这种会收集阳光的“酒杯”,他们希望在2016年就开始在近地轨道建设太空太阳能发电站,并在25年内竣工。

你敢想吗?太空建个发电站

1968年,美国科学家彼得·格拉赛首先提出了建造空间太阳能电站的构想。其基本思路是:将无比巨大的太阳能电池阵放置在地球轨道上,组成太阳能发电站,将电能转化成微波能,并利用微波传输到地球。

发电的“盘子”

科学家设想发明一些奇怪的“盘子”,它们悬在天空,收集太阳能来发电。

这些能够发电的“盘子”是如何升空的?

这些“盘子”可以用飞机装载,等到了高空,“盘子”被释放出来。为了保持“盘子”在空中有足够的升力,科学家设计了轻型的太阳能电池管和聚光器,并将太阳能电池管产生的热能收集起来,用来加热气囊中的气体。这样,就可以使“盘子”内部的温度比外面高出40度以上,形成热气球效应,从而提高它的浮力。

充气平台上的电池

科学家设计了一种充气平台,平台内充氢气或氦气,平台上表面载有太阳能电池飘浮在海拔18千米的平流层,半径达7千米,用缆绳固定在地面上,多个充气平台可以通过连接组成一个更大的平台,装载更多的太阳能电池。

充气平台可用1毫米厚的铝合金板焊接制成。平台内用薄膜分隔成多个气室,即使有 个别的气室漏气也不影响整个平台的运行。

电能通过导线传回地面换流站,也可以通过微波传到地面接收站,这就使得利用平流层太阳能来发电成为现实。

为什么在天上建造太阳能电站?

距离地面10~50千米的高空叫平流层。那里没有云层的遮挡,没有雨雪和电闪雷鸣,终年阳光明媚,每天太阳光照时间达12小时左右,因此那里是太阳能发电的理想场地。

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