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1 # 知對知錯學物理
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2 # 天澤方圓之楊春順
謝邀,太空發電應該分為兩種模式,一種是不落地的純太空發電,也就是說這種發電模式的裝置不需要固定在任何一個天體上。從現有的能量轉換上看,這種發電基本上所用的能量僅為太陽的光熱能;另一種是落地式的太空發電,如將可能汙染地球環境的發電裝置固定在其它天體上進行發電以供人類使用。從兩種發電的模式上看,至少可以說第一種模式並不可取,原因就在於轉換的成本過高,利用太空光熱能去轉化電能對於人類而言至少在一二百年內是得不償失的。另外一種就是太空"落地"發電,由於這種發電可以利用多種能源,又可以防止汙雜地球環境,所以這種發電模式的構想是完全可行的,也應該是末來人類能源科技的發展方向,但是對於這一科技發展必須要解決的前提問題就是無線傳輸的問題,如何將外太空的電能輸送到地球上將是這一領域的棘手問題。
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3 # 星辰大海路上的種花家
如何在太空中建設發電站?還需要克服什麼樣的技術難題?
目測未來應該不會在太空中建設太陽能電站,效費比太低,成本太高,傳輸損耗太大,對環境影響極大,因此幾乎可以肯定,未來不會在太空大規模的太陽能電站,不過建設一個太空的充電站倒是非常有可能。
為了地面傳輸固定位置考慮,太陽能電站至少應該建造到同步軌道位置上,那麼問題來了
一、太陽能是一種功率密度比較低的能源,按每平方米1.4KW×30%的效率計算,那麼每平方米大概只有400W左右,如果以我們國家第一座秦山核電站的裝機310MW計算看看需要多少平方米的太陽能電池板:310MW/400W=310*1000*1000/400=775000平方米,那麼需要長寬多少的太陽能面板陣列呢:√ 775000=880M 如果按現在效率低於30%計算,那麼差不多需要一個長寬各1公里的陣列。
二、以現在的技術,送一公斤的的物資到近地軌道約需要1萬美元,那麼這個接近一平方公里的太陽能電站上去您認為需要多少價錢?而且是同步軌道,距離3.6萬千米,國際空間站350千米軌道,與近地軌道不可同日而語。
三、這一平方功率的太陽能電池板就不算價錢了,想必各位TAOBAO上找找也就知道一平方米多少價錢了,如果馬同志包郵到同步軌道倒也不錯。
四、地面站建設,由於不能用電纜,剩下兩個選項,一個是鐳射傳輸,一個是微波傳輸,無論哪個都夠嗆,一條從3.6萬千米高度下來的高能傳輸通道,會發生什麼問題?微波傳輸的話這個發散後距離會擴充套件到數公里至十幾公里的微波天線陣列,這個成本可想而知,而且微波傳輸的效率也有待商榷。
五、對環境的影響,先不說惡劣天氣傳輸效率大大折扣,這個通道對於各種飛行器,鳥類,大氣層加熱等等....不要腦袋一熱就上馬,這個可不是小問題
那為何太空充電站有可能呢?畢竟這個不需要傳輸,未來的鐳射推進技術提升之後以這個為能源基地發出鐳射,為宇宙飛船長時間的提供初始動力相當不錯,而且由於使用目的不一樣,這個面積不至於太誇張,因此未來這個方向發展是非常有可能的。
鐳射推進火星探測示意圖
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4 # 和諧快樂
謝邀請!在太空建立發電站主要的難題就是!1是航天運送問題!現在的太空運送火箭載重力太低!運送太多的發電物資和材料需要大量的資金和人才物力!2是發出的電無法使用!無法運送到地球!如果這兩大難題解決了!那地球的汙染會大大改變!願偉大的科學家們能攻破這兩個難題為人類造福!
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謝邀!建設太空發電站的整體構想最早是1968年由美國科學家彼得.格拉賽(Peter Glaser)提出。太空發電站一般指在空間將太陽能轉換為電能,再利用無線能量傳送技術把電能傳送到地面的電力系統。按照太空發電站的概念我們分解為幾個步驟:(1)空間位置的選擇。一般選為同步衛星軌道或者月球。(2)太陽能發電站材料準備和運送。假如發射到同步軌道,按地面1000MW的電力需求,按無線能量傳送效率50%計算,發電站發電功率達2000MW,那麼太陽能光伏電池組需達到千米平方級,質量達到萬噸級,高增益天線直徑數千米,質量也是萬噸。現有的火箭發射技術最多才10噸,遠遠不能滿足需要。這項要求會促進現有航天技術飛速發展。(3)無線能量傳送技術。20世紀60年代,無線電力傳送技術採用高增益拋物面天線和GHZ的微波後取得了很大進展。目前已經應用於電動汽車和建築物內一些裝置的無線充電。90年代日本提出分散式繩系太空發電系統,2010年歐洲阿斯特留姆(Astrium)公司還論證了採用鐳射無線電力傳輸技術。
中國從20世紀90年代在莊逢甘、王希季等院士的推動下在太空發電站方面也進入起步階段,現在在各方面有了很大發展,並且和各國團隊建立密切的聯絡。
目前建設太空太陽能發電站面臨的重大問題是高效率、小體積和輕質量等。隨著各國大力投入發展和研究,這些問題會逐步解決,幾十年後會進入商業執行階段。