太空中的太陽(yáng)能也可利用起來發(fā)電

　　（2020-02-08）河南鄭州科技市場(chǎng)IT產(chǎn)品配送網(wǎng)-鄭州電腦手機(jī)測(cè)評(píng)中心

　　太陽(yáng)讓生物生長(zhǎng)，地殼變動(dòng)將史前的生物遺體深埋至地下，千百萬年之后成為了煤和石油——它們是太陽(yáng)能的遺跡。我們現(xiàn)在使用的能源中，除了核能、地?zé)岷统毕芘c太陽(yáng)關(guān)系不算太大之外，其他的能源都可以歸結(jié)到太陽(yáng)上。

　　在最近的幾十年中，煤和石油這樣不可再生的化石能源的大量消耗和人們對(duì)環(huán)保的重視，讓可再生環(huán)保能源產(chǎn)業(yè)越來越受到人們的重視。既然大部分能源都來自太陽(yáng)能，為什么不直接利用太陽(yáng)能發(fā)電呢？

　　直接利用太陽(yáng)能的方式有很多，小時(shí)候我們都用放大鏡聚焦陽(yáng)光點(diǎn)燃過紙片，太陽(yáng)能熱水器也早就開始成為屋頂上的一景。傳說阿基米德用磨光的盾牌組織了一面巨大的反射鏡，點(diǎn)燃了敵人的木質(zhì)戰(zhàn)船。雖然這一傳說并不算十分可信，然而最少證明了人們利用太陽(yáng)能的努力早在公元前兩百年就已經(jīng)開始。

　　當(dāng)然，太陽(yáng)能熱水器和太陽(yáng)能發(fā)電并不是一回事。太陽(yáng)能發(fā)熱是吸收或者聚焦太陽(yáng)的輻射熱能，而太陽(yáng)能發(fā)電利用的是陽(yáng)光中光子攜帶的能量。這種光致發(fā)電的原理在十九世紀(jì)三十年代末被法國(guó)物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，幾十年后人們終于找到了合適的材料。最適合的是半導(dǎo)體材料，其中代表性的元素是硅——我們的信息時(shí)代完全建立在其上，現(xiàn)在看起來我們的電能也要靠它了。

　　現(xiàn)在我們把這種由光生電的現(xiàn)象稱為“光生伏特現(xiàn)象”，簡(jiǎn)稱光伏。美國(guó)人在二十世紀(jì)七十年代開發(fā)出了光伏發(fā)電設(shè)備，然而成本和轉(zhuǎn)換率一直是這種技術(shù)的心頭之痛。數(shù)十美元一瓦的電力，只有那些沒有其他選擇的行業(yè)才有可能使用——例如給衛(wèi)星供電。航天行業(yè)這么做已經(jīng)有快半個(gè)世紀(jì)了，但是在地面上，卻因?yàn)槌杀咎叨鵁o法大規(guī)模推廣。

　　現(xiàn)在我們的光伏發(fā)電設(shè)備，大概可以分為三類：?jiǎn)尉Ч琛⒍嗑Ч韬捅∧る姵亍尉Ч枋俏覀兘?jīng)常聽到的一個(gè)名詞，它是純度相當(dāng)高的巨大硅晶體，現(xiàn)在的CPU和其他超大規(guī)模集成電路的基礎(chǔ)。將單晶硅切割成薄片，在上面制作出微小的電池單元，并且連接導(dǎo)體，就可以制成一塊直流光伏電池。現(xiàn)在單晶硅是轉(zhuǎn)換率最高的光伏設(shè)備，能量轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到18%左右。多晶硅略差一些，平均在14%左右，而在基材上鍍了薄薄一層光伏材料的薄膜電池，轉(zhuǎn)換率幾乎達(dá)不到10%。

　　既然轉(zhuǎn)換率低，那么只能通過面積來彌補(bǔ)。光伏電站的占地面積巨大，地面的氣候環(huán)境還會(huì)對(duì)光伏電廠造成影響，云層、沙塵都是光伏電廠的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的兆瓦級(jí)光伏電廠每瓦電力成本應(yīng)該在30元左右，其中地皮的成本就占了四分之一。

　　并不是每個(gè)國(guó)家擁有寬闊國(guó)土可以建立大面積光伏電廠的。有些國(guó)家打算另辟蹊徑，給太陽(yáng)能發(fā)電找一個(gè)一勞永逸的方案。最近日本開始招標(biāo)，打算花2萬億日元，建立一個(gè)太空發(fā)電站，以提供近三十萬戶人家所需要的電能。這是個(gè)長(zhǎng)期項(xiàng)目，預(yù)計(jì)要持續(xù)到2030年，總投資折合成美金超過200億美元。

　　建立太空發(fā)電站不是什么新點(diǎn)子。早在1968年，美國(guó)航天工程師彼得?格拉澤就提出了空間太陽(yáng)能發(fā)電的概念。他的設(shè)想和現(xiàn)在人們的計(jì)劃幾乎一模一樣，在大氣層外通過衛(wèi)星收集太陽(yáng)能發(fā)電，然后通過微波將能量無線傳輸回地面，并且重新轉(zhuǎn)化成電能。

　　在上世紀(jì)七十年代末，美國(guó)宇航局和能源部對(duì)這類計(jì)劃進(jìn)行了可行性研究，認(rèn)為的確可行——除了成本以外。看起來這次日本打算接受這種代價(jià)高昂的方案了。十六家日本企業(yè)將作為這個(gè)項(xiàng)目的承包商，在2015年左右先發(fā)射一顆小型衛(wèi)星，如果可行的話，將在2030年左右把四分之一平方公里的光伏電池送上太空，讓其源源不斷地把一千兆瓦的電能傳回地球。

　　就目前來看，這將是歷史上最貴的電能。然而，新事物首次出現(xiàn)時(shí)，往往是效率低下的、笨重的以及成本高昂的。也許數(shù)十年之后，太空太陽(yáng)能電力將成為我們使用的主要能源，人們會(huì)把火力發(fā)電當(dāng)成一個(gè)古老的生僻名詞，就像我們很少意識(shí)到，僅僅在兩百年前，電只不過是一種博人一笑的小小魔術(shù)罷了。

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