太空太阳能发电 (SBSP) 是一个自 1968 年诞生以来一直被推崇和忽视的想法。SBSP 系统基本上是一个由以下部分组成的卫星： 太阳能电池板将电能从外太空传输到地球。它是一种清洁能源，具有巨大的能力来满足未来的能源需求。这项技术既有积极影响，也有消极影响，削弱了其目前的可行性。因此，让我们深入研究并发现太空太阳能发电的利弊及其可能的应用。
太空太阳能发电的利与弊
太空太阳能发电（SBSP）是 在外层空间收集太阳能的过程 并通过无线方式将其传输到地球。它使用安装在卫星上的太阳能电池板，这些太阳能电池板配有反射器或充气镜，可将太阳辐射引导到太阳能电池板上。然后，这种电力通过激光或微波向地球发射。在这里，它通过整流天线（微波天线）接收。
据国家空间协会称，SBSP 的潜力超过所有其他可再生能源的总和。它可以提供大量能源，同时对环境的影响最小。
为了更好地理解这一概念及其满足我们能源需求的可能性，让我们详细了解太空太阳能发电的优点和缺点。
优点 太空太阳能发电
1. 清洁能源
太空太阳能 与石油、天然气、乙醇和煤炭工厂相比，它 不释放任何温室气体 进入大气层。与煤炭和核电站相比，太空太阳能发电不需要或依赖有限的淡水资源。
太空太阳能发电不会与生物乙醇或生物柴油等其他能源争夺日益稀缺的农田。此外，太空太阳能发电也无需依赖天然气肥料。
2. 交通便利
利用太空太阳能可以 创造足够大的需求 开发一种廉价的太空运输方式。这样一来，太阳系资源的经济潜力将得到释放。
3. 就业机会
利用太空太阳能可以 创造更多就业机会并利用航空航天领域的专业技术帮助解决能源安全和气候变化问题。
4.可靠
太空太阳能资源十分丰富，而且可以全天候使用，这是陆地太阳能和 风力发电设施。它可轻松运行，不受总云层覆盖、日光或风速的影响。使用它意味着减少或 不依赖不可预测或不友好的国家来获取石油。
5.更安全
太空太阳能 比核电站更有优势 因为它不会产生必须安全储存和监控数百年的有毒废物。它比煤炭和核燃料对环境更有利，因为它不需要有害的开采。
6. 无限
以下是太空太阳能发电利弊清单中的下一个好处。它可以使国家 能源独立 减少对地球能源的依赖，从而降低对有限资源的竞争。
7. 广泛影响
利用太空太阳能可以 将能源出口到全球任何地方的可能性。 然后，这种能源可以适应当地需求，例如在印度农村等缺乏电力的地区生产甲醇。其潜在应用之一是海水淡化。同样大小的太空太阳能发电厂提供的能量是地面上类似大小的发电厂的 13 倍。至此，我们已经了解了太空太阳能发电的优势，让我们来看看它的劣势。
另请参阅： 探索太阳能电池存储的利弊
缺点 of 太空太阳能发电
1。 施工
太空太阳能卫星的一个主要缺点是 构建过程的复杂性，尤其是结构庞大的卫星。建造大型卫星需要将大量材料发射到太空。随着时间的推移，组装、维护和更换这些材料也至关重要。这是一个昂贵且耗时的周期性过程，成本如此之高，似乎不切实际。
2. 开发成本高
开发太空太阳能是 这是一个昂贵的过程。 有必要将开发太空太阳能的成本与不开发的成本进行比较。在太空中建造这些系统的成本很高，因为需要大量航天飞机发射来运送所有所需材料。
低成本：4,000 公吨（4 万千克）x 每千克 9,000 美元发射成本，估计约为 36 亿美元。80,000 公吨（80 万千克）x 每千克 43,000 美元发射成本，估计约为 3.4 万亿美元。
3. 高维护
从太空向地球输送太阳能成本高昂，但 在太空中维护这些部件非常困难，而且成本高昂。 在地球上，损坏或故障的太阳能电池板组件通常需要几个小时或几天才能更换并重新安装。但在太空中，这并不那么容易。
另请参阅： 了解太阳能电池板的规格以及如何阅读它们
4. 潜在危险
太空中的太阳能电池板面临许多危险，包括太空 碎片、小行星、灰尘和强（未过滤）辐射 来自太阳的辐射。所有这些都对太空太阳系的完整性构成了潜在的危害。
5. 寿命短
太空中的太阳能电池板寿命较短 由于恶劣的太空环境 与地球上的太阳能电池板相比，这又需要更换，这需要将材料发射到太空，从而导致更多费用。这是太空太阳能优缺点列表中的主要缺点之一。
6. 快速降解
这个 太阳能电池板的退化 太空中太阳能电池板的退化程度明显高于地球上的退化程度， 大约高出八倍.
7. 浪费
向地球输送能量 可能带来风险。此外，还包括运输过程中的大量能量损失。
太空太阳能发电的要求
要使太空太阳能成为现实，必须拥有必要的技术和基础设施。
1. 轻松有效的动力传输
评估卫星向地球表面传输电力并尽量减少对环境的影响至关重要。
2. 大规模在轨建设与运营
太阳能卫星需要很大的尺寸来收集大量的能量， 比国际空间站 (ISS) 大得多这是目前建造的最大航天器。不过，这些卫星的复杂程度将低于国际空间站，因为它们将由许多相同的部件组成。
另请参阅： 美国制造的风能和太阳能组件现在比进口产品更便宜
3. 低成本环保运载火箭
一次性设计的运载火箭成本高昂，频繁使用会造成大气污染。然而，目前有几家私营公司正在 致力于开发更便宜、可重复使用的运载火箭 作为解决这些问题的方法。
太空太阳能应用
经过数年的持续研究，研究人员认为SBSP有多种用途，但主要应用于发电和空间应用。
1. SBSP 的主要应用是 为太空基础设施、卫星、探测车和太空飞行器提供动力.
2.更换 化石燃料 发电厂作为 备用能源 在风能和太阳能发电量较低的时期。
3. 其他潜在应用包括 提供淡水 通过海水淡化过程。
4. 空客希望利用太空产生的太阳能 帮助减少航空业的高碳足迹。 虽然它不会消除飞机对化石燃料的使用，但可以减少飞机排放的温室气体，并有可能在未来增加飞机的航程。
5. 它可以用来 产生液体物质 加州理工学院液体阳光联盟主任表示，这些物质作为工业化学品、燃料、建筑材料或产品具有巨大潜力。
了解了太空太阳能发电的利弊及其应用之后，让我们来看看 SBSP 系统的未来。
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太空太阳能发电系统的未来
太空太阳能发电是一个可行的选择， 如果扩大的话，它可以为我们提供丰富的能源。 然而，这也极具挑战性。为了降低将太阳能电池板送入太空的高成本，制造商需要通过重大改进来大幅减轻其重量。改进的薄膜太阳能电池板可能会有所帮助。
科学家和太空研究人员正在努力生成可维持的精确光束，以保证持续的功率并稳定卫星。各国已采取措施尽快使该技术投入使用。
1。 中国
- 已经于 2021 年向平流层发射了一颗小型太阳能卫星，以利用太空太阳能发电系统的能量。
- 该公司计划到 1 年产生约 2030 兆瓦的能源，到 2050 年开发出具有商业可行性的太空太阳能发电厂。
2。 日本
- 研究人员成功通过微波无线传输电力，这是一个巨大的进步。
- SBSP 系统是他们未来太空探索愿景的一部分。
3。 美国
- 100 亿美元合作伙伴关系 美国空军研究实验室 和诺斯罗普·格鲁曼公司共同推进 SBSP 技术。
- 17.5 万美元的太空太阳能计划用于开发 SBSP 技术并以更低的成本发电。
- 研究可重复使用的发射系统，降低SBSP的组装和发射成本。
- SPS-ALPHA MARK-II 概念利用新技术，使 SBSP 项目在经济上变得可行。
可再生能源有潜力满足地球上的世界能源需求。 只有 22,000 平方英里的太阳能电池板，相当于密歇根湖的面积，根据美国政府的数据，整个美国的电力就足够了。
化石燃料的供应有限，而且在不久的将来很容易耗尽。研究和投资为 SBSP 系统的光明未来铺平了道路，这将是一个现实可行的选择。尽管有许多 太空太阳能发电的利与弊，仍然忽视可能的能源解决方案并不是一个明智的决定。
