以發(fā)電量為100萬(wàn)千瓦計(jì)算,資材的重量約為1.5萬(wàn)噸。即使每次能夠發(fā)射50噸,也要發(fā)射300次。因此,資材的運(yùn)輸不能使用一次性火箭,必須將航天飛機(jī)等可以重復(fù)使用的太空飛機(jī)實(shí)用化。在此前提下估算,整體的成本至少需要1~2萬(wàn)億日元以上,“考慮到利潤(rùn),以現(xiàn)在的技術(shù)還難以實(shí)現(xiàn)”(JAXA工作人員)。
供電方式不只是手機(jī)等使用的微波。JAXA還考慮采用波長(zhǎng)僅為微波約5萬(wàn)分之1的激光。
微波可以不受天氣影響進(jìn)行供電,但如上所述,微波存在導(dǎo)致負(fù)責(zé)供電的衛(wèi)星和負(fù)責(zé)受電的天線大型化的問(wèn)題。另一方面,激光雖然能實(shí)現(xiàn)裝置的小型化,但容易受到云和雨的遮擋,無(wú)法充分發(fā)揮宇宙太陽(yáng)能的優(yōu)勢(shì)。而且,如果天線受電不準(zhǔn)確,還有可能危害人體健康。二者都各有長(zhǎng)短。
除此之外,包括如何確保設(shè)置受電天線的大片用地、如何取得宇宙
光伏發(fā)電使用的電波波段在內(nèi),課題還有很多。
考慮到這些情況,美國(guó)決定凍結(jié)計(jì)劃。那么,日本為什么還在堅(jiān)持研究呢?
這從2015年3月在兵庫(kù)縣內(nèi)進(jìn)行的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)可以一探究竟。
JAXA、推進(jìn)機(jī)構(gòu)、三菱電機(jī)等,開(kāi)展了將電能轉(zhuǎn)換成微波,向54m開(kāi)外的受電天線發(fā)送的實(shí)驗(yàn),得到的電能超過(guò)了預(yù)期。
54m與3.6萬(wàn)公里似乎相去甚遠(yuǎn),但推進(jìn)機(jī)構(gòu)的中村說(shuō):“只要建立起根據(jù)受電部的天線發(fā)出的信號(hào),準(zhǔn)確輸送電波的技術(shù),就能提高轉(zhuǎn)換效率,延長(zhǎng)傳輸距離。”
向無(wú)人機(jī)無(wú)線供電
微波供電和受電天線——奠定宇宙
光伏發(fā)電基礎(chǔ)的這兩項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù),還可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域。
比如說(shuō),無(wú)人機(jī)充電一次可飛行幾十分鐘左右。目前還需要在斷電前返回地面的充電基地,而使用微波無(wú)線供電的話,就可以持續(xù)飛行。
福島第一核電站的報(bào)廢作業(yè)、橋梁和高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施的檢查等,無(wú)人機(jī)的活用范圍將飛躍式擴(kuò)大。甚至可能出現(xiàn)自動(dòng)為特定區(qū)域內(nèi)的手機(jī)充電的服務(wù)等。
通過(guò)推進(jìn)宏偉的宇宙太陽(yáng)能計(jì)劃,加快必要的基礎(chǔ)技術(shù)的革新速度,從而回饋社會(huì)——出于這樣的目的,日本政府決定繼續(xù)實(shí)施計(jì)劃。
其效果還帶動(dòng)了其他技術(shù)。開(kāi)發(fā)發(fā)電衛(wèi)星配備的玻璃鏡的日本電氣硝子以宇宙太陽(yáng)能為契機(jī),拓展了業(yè)務(wù)范圍。
日本電氣硝子于2010年,應(yīng)JAXA“制造1m2重100g的玻璃鏡”的要求,著手對(duì)玻璃進(jìn)行輕量化。在2014年成功開(kāi)發(fā)出了世界最薄、約為0.03mm的玻璃。為得到手機(jī)等產(chǎn)品的采用,該公司正致力于生產(chǎn)的穩(wěn)定化?;仡櫘?dāng)時(shí),執(zhí)行董事薄膜業(yè)務(wù)部長(zhǎng)金井敏正說(shuō):“宇宙太陽(yáng)能計(jì)劃推動(dòng)了技術(shù)革新。”
雖然成本、技術(shù)等課題還為數(shù)眾多。但放棄宇宙光伏發(fā)電還為時(shí)尚早。
宇宙系統(tǒng)開(kāi)發(fā)利用推進(jìn)機(jī)構(gòu)等為實(shí)現(xiàn)小型發(fā)電系統(tǒng),已經(jīng)行動(dòng)了起來(lái)。他們沒(méi)有一次性建設(shè)巨型設(shè)備,而是要發(fā)射多顆小型衛(wèi)星。計(jì)劃通過(guò)連接衛(wèi)星,慢慢擴(kuò)大規(guī)模,借此降低成本。
能源問(wèn)題是人類(lèi)永遠(yuǎn)的課題。作為引領(lǐng)人類(lèi)從根本上解決這一課題的夢(mèng)幻技術(shù),宇宙光伏發(fā)電肩負(fù)著重望。