2007年11月9日 星期五

上太空找太陽能 10年內成真

上太空找太陽能 10年內成真 !
新聞來源:中國時報 2007.11.09 楊明暐/綜合報導

未滿16歲的北一女學生蔡佩真在首屆亞洲科學營中曾向獲1998年諾貝爾化學獎得主孔恩 (Walter Kohn)提問,地球能源短缺可不可能到太空其他星球找能源,孔恩當時稱讚她很有想像力,「這真是個太好的問題了」。

 現在利用巨大的人造衛星在太空收集太陽能再將其投射回地球,有可能在本世紀上半葉成事實,且將成為人類所仰賴的重要能源之一。

 衛星收集效能是地面40倍

 美國國防部官員表示,五角大廈「太空安全局」(NSSO)可能在近期內就利用人造衛星收集太陽能展開研究。該局的報告確信,基本概念驗證可在4到6年左右完成,實質的電力展示最快在2017年至2020年便能進行。

 利用人造衛星收集太陽能的構想聽起來像天方夜譚,但這樣有它的意義:在太空中,由於沒有大氣層的散射,陽光也不受季節變化和夜晚影響,太陽能電池每年能收集到的能源為地面的40倍。

 NSSO的報告稱,裝有太陽能板的人造衛星在太空軌道運行時收集到的太陽能,抵得上覆蓋好幾公頃地面的同類設施。這些能源則可以利用巨大的雷射或微波光束送回地面。

 發射「能源援助」可救人命

 報告樂觀地認為,運用這種方式,未來將可利用人造衛星向衝突或受災地區發射「能源援助」,並降低為了爭奪資源以及地球暖化所造成的人命損失。

 NSSO助理局長約瑟夫.魯吉說:「與此相關的科技已發展了一段時日,真正困難和昂貴的部分是把設備送入太空軌道。我們需要定期發射以及軌道上的機械裝配系統。這項計畫將耗資100億美元,但至2050年,它將能滿足美國10%的電力需求。」

 可以取代石油所產電力

 德國能源觀察組織上個月發表報告,指全球石油產能已於去年達到巔峰,日後將以每年7%銳減,到2030年將只剩現有產能的一半。

 太空安全局面對這一情勢,認為能源供應有戰略重要性,該局指出,所有現存油源每年可產生250兆瓦電力,而地球同步軌道上一條1公里寬的能量帶每年可收集到能量相當於212兆瓦電力。

 最先布置的一批人造衛星,可持續產生10百萬瓦到25百萬瓦電力,足以應付一個2萬5000人口的城鎮需要。如果能源透過微波傳送,必須有一個覆蓋地面0.1平方公里的陣列設施加以接收。雷射光束則需要更大接受陣列。這類天線陣列實際上是透明的,不像一般光能電池,因此在其底下可以種植作物。

 微波光束到地表不會致命

 或許有人擔心來自太空的微波光束會是一種致命武器。太空安全局的丹姆弗斯中校說:「假如2.45Ghz(24.5億赫)的微波光束偏離目標,射進一個小鎮,其結果可以忽略不計。微波到達地表時,其能量密度只有正午太陽的六分之一。」

 當然,衛星收集太陽能也可以運用於軍事。美國軍方可以利用這套系統將電力輸送給前線部隊,每千瓦小時電力成本為1美元,比一般家庭用電貴上幾倍,但比軍方使用攜帶的燃料要便宜許多。利用這種方式傳輸電力,就不需漫長而脆弱的補給線,比較不便的是需要使用相當佔地方的能量接受器。

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