文明的發(fā)展離不開能量,從利用能量的水平我們也可以估算出那個文明的等級。在較高級別的文明中,他們已經(jīng)能夠建造包圍恒星的戴森球了,因此他們就能利用整個恒星產(chǎn)生的能量。
人類對能量的渴望也是非常強烈的,但是科學家表示,戴森球的結構違反力學規(guī)律,是無法建造完成的。但是,有一種戴森球變體,通過發(fā)射密密麻麻的衛(wèi)星繞恒星旋轉(zhuǎn),我們也能利用所有的恒星產(chǎn)生的能量。目前,人類還沒有整個技術能力做到這一點,但是我們可以先制造空間太陽能發(fā)電站,為該技術打下基礎。
1968年,美國科學家首先提出了空間太陽能發(fā)電站的概念,他設想在地球軌道上建立一個巨大的太陽能電池陣列,來吸收到達的陽光,并利用光電轉(zhuǎn)換原理達到發(fā)電的目的。并且所產(chǎn)生的電能通過微波的方式發(fā)送到地球上,然后被天線所接收,再轉(zhuǎn)換成電能使用。
毫無疑問,這是一項巨大的工程,一旦它得以實現(xiàn),地球上的能源將更加清潔,現(xiàn)有的能源格局也會出現(xiàn)巨大的變革。中國空間技術研究院表示,我們計劃在2030年建設空間太陽能發(fā)電站??臻g太陽能發(fā)電站的優(yōu)勢
傳統(tǒng)的太陽能發(fā)電站受大氣影響非常嚴重,大部分的太陽能在到達地表之前會被地球大氣所耗散掉。太陽光中的紫外線會被平流層上的臭氧層所吸收掉,紅外線也會被二氧化碳等溫室氣體所吸收。綜合起來,大概55%-60%的太陽光被大氣所吸收或反射,留給地表的太陽能不多了。如果我們把太陽能電池放在空間上,它是沒有這個損耗的。不過,空間太陽能發(fā)電站也有自己的能量損耗,這發(fā)生在發(fā)電站微波被地面的天線所接收的過程,以及地面設備把微波轉(zhuǎn)換為電能的過程,這兩個過程的效率都不是100%。
常規(guī)的太陽能發(fā)電站面臨的問題不止這些,它還要受空間和時間的影響。中午太陽直射時發(fā)電量能達到最大,但是在清晨和黃昏發(fā)電量就明顯下降,到了夜晚它就不能發(fā)電了。運行在地球軌道的太陽能發(fā)電站就不會出現(xiàn)這種情況,它幾乎可以24小時發(fā)電,不會受到地球陰影的影響。而且,它還可以調(diào)整電池板的角度,使自己始終對著太陽,來保證最高輸出。
SpaceX星鏈衛(wèi)星的目的是實現(xiàn)太空高速互聯(lián)網(wǎng),讓地球上的每個角度都能實現(xiàn)互聯(lián)。而空間太陽能發(fā)電站也能讓電能貧瘠的地區(qū)變得富起來。眾所周知,輸電一直是一項重要的工作,它把電能從發(fā)電站傳輸?shù)接脩?,這其中高壓線路起了重要的作用。但是,在一些偏遠的山區(qū),線路架設的難度是比較大的,有了空間太陽能發(fā)電站,它就能直接在軌道上對這些地區(qū)輸送電能了。