中國火箭的開發相關人員提到中國為了在靜止軌道上建設太空光伏電站系統,正準備利用新的超重量級的火箭發射的計劃。預計2030年發射的“長征9號”是中國目前正在開發的,重量約878噸,全長約57米的超重型火箭。該火箭的載重量在高度約2,000公里的地球低軌道(LEO)可載重140 ~ 150噸,投入月球轉移軌道(TLI)時可載重50 ~ 53
中國火箭的開發相關人員提到中國為了在靜止軌道上建設太空光伏電站系統,正準備利用新的超重量級的火箭發射的計劃。預計2030年發射的“長征9號”是中國目前正在開發的,重量約878噸,全長約57米的超重型火箭。該火箭的載重量在高度約2,000公里的地球低軌道(LEO)可載重140 ~ 150噸,投入月球轉移軌道(TLI)時可載重50 ~ 53噸。與2020年11月中國發射的月面探測器“嫦娥5號”的約8.2噸相比,可以看出其規?涨。
據長征系列總設計師龍樂豪介紹,長征9號將用于“太空太陽能發電系統”的建設。許多人造衛星和國際空間站(ISS)等為了得到電力而利用了太陽光發電系統,但是將發電的電轉換成微波后再向地面傳輸,再轉換成電來利用的宇宙太陽光發電系統,可以說是“在宇宙建設的太空光伏電站”的系統。
在宇宙空間設置太陽能發電系統的優點是①發電量幾乎不受天氣和季節的影響;②在太空中對太陽能轉換效率可以提高14倍。早有科學家提出構想,用衛星在太空中吸收太陽能,然后再把能量轉化為微波傳送回地球。這個宇宙太陽能發電系統的構想是由美國的Peter Glaser在1968年提出的,近年來美國和日本等國家都在計劃建設。
中國太空光伏電站將以四步走的設想向前推進發展,
第一步是2011年到2020年,這一階段是進行太空電站的驗證與設計,
第二步是2021年到2025年,這一階段將建成第一個低軌道空間電站系統,
第三步是2026年到2040年,這一階段將發射太空電站系統并完成組裝,
第四步是2036年到2050年,這是正式實現電站商業運營的階段,中國太空光伏電站設計使用壽命是30年。
中國2008年發布了宇宙太陽能發電系統的建設計劃,中國空間技術研究院(CAST)于2019年開始了試驗。據說2022年將實施小型發電測試,2030年左右將發電量提高到兆瓦規模。據說在2050年之前可以實現吉兆瓦規模的商業太陽光發電系統。專家已經提出了預算,建設這個太空光伏電站預計要花費8萬億人民幣,相當于上百個三峽水電站的建設成本,不過以中國目前的實力,完全是有能力,也有足夠的資金去建設太空光伏電站。
太陽能光伏發電站也被稱為空間太陽能發電站。想要研制成功,必須要解決許多技術方面的難題。
這些難題包括:
①火箭的運載能力,目前的我國的火箭運載能力就像前面所說的長征9號運載能力140噸-150噸左右,而太陽能發電站的重量將達到10000噸左右,因此大約需要100架左右的長征9號機運載火箭;
②是如何利用微波傳送能源,雖然空間太陽能電站功率很大,但由于微波能量傳輸距離遠(36000公里),根據微波能量傳輸特性,實際接收天線的能量密度比較低。
還有就是新材料運用,新型運載技術的發明,特殊的結構、空間組裝和姿態控制技術的突破,電源管理和熱控技術的發展等等。
雖然面臨重重阻礙,但我國已經意識到,空間太陽能光伏發電站的建設對于未來的居民擁有長期穩定的能源供給來說意義非常重大。
作者:i編輯:秋石 來源:@杭月狼
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