NASA表示太空中生成的太陽能,發電成本是一般傳統太陽能的十倍以上。(圖片來源:iStock)
- 過去各國科學家嘗試把太空的太陽能帶回地球,日本宇宙航空研究開發機構在1998年跟進,並與日本太空系統公司和幾所大學組成團隊,在12月初進行重要測試。
- 英國新創太空太陽能和冰島能源公司雷克雅維克也在今年10月簽署協議,使冰島在2030年可望成為全球第一個接受來自太陽能發電站電力的國家。
取之不盡、用之不竭的太陽能,被視為是能源轉型的重要一環。然而,太陽能卻受到日夜週期、天氣影響而無法持續不間斷供應。因此,包括日本、歐洲均有新創團隊,思考如何從太空傳輸太陽能到地球,以克服此痛點。
事實上,早在1970年代,各國科學家就一直嘗試打造系統,把太空中的太陽能帶回地球。而日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)也在1998年跟進,並與日本太空系統公司(Japan Space Systems)和幾所大學組成團隊,在12月初進行重要測試。
研究團隊在距離地球3萬6千公里高空設置太陽能板,並把生成的電力轉換成微波,傳輸回地球。此次測試的目的,就是確認行進中的飛行體可否把微波準確傳輸到地面目標。
結果發現,當飛機高度達7000公尺時,微波可精準擊中放置在地面13處,每個大小約10平方公分的監測裝置。
最快從2025年4月開始,研究團隊就會使用小型衛星進行從太空到地球的電力傳輸測試,最快在2045年相關技術就會投入實際使用。
日本宇宙系統公司向NHK表示,下一次實驗會在太空中進行,會是重要里程碑,和過往均在地球大氣層內的測試不同。
用「太空太陽能」供電不是夢 冰島將成全球第一個接收國
而在歐洲,英國新創太空太陽能(Space Solar)和冰島能源公司雷克雅維克(Reykjavik Energy)今年10月簽署協議,使冰島在2030年可望成為全球第一個接受來自太陽能發電站電力的國家。
該計劃原理與日本團隊類似,同樣是把太陽能板放在地球外,位在約3萬6000公里高空發電站的固定位置蒐集太陽能電力,轉換成微波,傳輸到地球上的接受器,轉回電力後,再輸入至電網中。
然而,不管是日本或歐洲的計畫,都受到美國國家航空暨太空總署(NASA)批評,此舉最終生產能源成本太貴,相較於一般在地球上所生產的太陽能、風能,每瓩小時(kWh)只需0.05美元(約合新台幣1.62元),但太空中生成的太陽能,卻要0.61美元,成本是傳統太陽能發電方式的10倍以上。
同時,太陽能板並非最有效率的發電方式,一般轉換率僅在15%~20%。科技媒體《Atlas》指出,從能量蒐集到傳輸,再到家戶使用的過程中,需要經過多次能量轉換,是太空太陽能發電成本居高不下的原因。
此外,太空太陽能發電的基礎設施規模龐大,太空中的蒐集器就要佔地數平方英里,地球上的接受天線覆蓋面積,也相當美國紐約曼哈頓島面積,即便採用最輕量結構、最低成本發射技術,花費仍不容小覷。
但這絲毫沒讓英國太空太陽能公司打退堂鼓,反而把期望放在馬斯克的Space X所研發的星艦(Starship)上。原因是星艦具有一次把150公噸重物送入低地球軌道的能力,可以降低發射成本,也可解決太空基礎設施不足的困境。英國太空太陽能公司估算,透過此系統生成的太陽能電力成本,只有核能的四分之一。
這場做了超過50年的太空光電夢,究竟能否成真,最快6年後就有答案。
資料來源:NHK、techcentral、newatlas、space.com、greenmatch、wikipedia
本文獲《商業周刊》授權轉載,原文:用「太空太陽能」供電即將成真?NASA嫌太貴,馬斯克的星艦能解?