发射太空太阳能电站
由于大气吸收和地理位置跟制,我国日辐射量最多的地方为6kwh/m2左右。而太空日辐射量高达32.9kwh/m2。即使扣除春分与秋分点前后,卫星进入地球阴影的损失,太空太阳能电站单位面积所能获得的能量,也是地面的5倍。因此太空太阳能电站,相对于地面具有很大优势。
另外,燃烧化石燃料会使气候变暖,这是人类当前受到的最大威胁。在地面上,风和阳光时有时无、时强时弱,而核裂变废料的处理很困难。种种因素使化石能源难以被替代。天梯建成之后,将使发射巨型太阳能电站,不再困难,这也是建造天梯的理由之一。
不过,有了太空电梯后,如何将太空太阳能电站发出的电送到地面,又成为新的挑战。一种办法是:将电能转化成微波发送到地面,再由微波接收器接收转化为电能。功率如此巨大的微波发生器,价格不菲。微波从3.6万千米外传到地面,将扩散到很大的范围,建造大微波接收天线,也不便宜。
还有一种办法是:把阳光反射到地面的太阳能发电场。但太阳能卫星有时在太阳与地球之间,有时在太阳与地球连线的一侧,还有时在地球的背光面。要让阳光任何时候都射到地面太阳能电站,很不容易。
有一种设计是这样的:在南北向的厚壁管两头各固定一个抛物面镜,抛物面镜上方有一块双曲面副镜。阳光经过两镜反射后聚焦,再经凸透镜将其变成平行光柱,然后反射到厚壁管内的空心轴中。厚壁管上有电动机,驱使抛物面镜对准太阳。另外,空心轴中间有岔管,会聚后的光线从岔管奔向地球表面。如果要对光束方向微调,只要稍微改变气体三棱镜的角度即可。
太空太阳能电站示意图
这种太阳能发电系统成本低,效率高。可让黑夜变成白昼,使农业增产;把光反射到城市,可不用安装路灯,节省照明用电;把光线反射到地面太阳能阵列,可让地面太阳能电站多发电,降低发电成本;通过调节局部光线的强度,还可以调节气候……只是这套系统的光线汇聚性稍差。
把阳光和微波射到地面,增加了地球从太阳那儿获得的能量,但不必担心会造成地球气温升高。因为人类烧煤和石油获得能量,同样会使地球增加热量,而且还会产生温室效应。而温室效应才是气温升高的主要原因!金星硫酸云强烈反光,使它表面获得的阳光比地球更少,但因金星大气几乎全是二氧化碳,结果金星表面温度足以熔化铅!
使太空太阳能电站得到普及,这是太空电梯给人类带来的第一件礼物。它对人类社会将带来深远的影响。它将会有力地平抑电价,从而拉动所有的物价下滑。而各种物价的下滑,又会进一步促使电价下降……对太空电梯来说,就是天梯建筑材料与发射成本明显降低。