许多人对太阳能最大的疑虑是:夜间就无法使用,需要能源储存,或是与其他发电方式搭配。
为了解决夜晚的问题,打从 1970 年代起就有人想到:不如上太空建太阳能发电站,设在不会被地球挡住阳光的地方,就能 24 小时供电啦!这就是所谓的“太空太阳能”(space-based solar power , SBSP)的概念。
你或许会觉得这只是科幻小说的梦想,不过美国人可是很认真的在研究可行性,还列出了成本计算表,在 NASA 工程师 2012 年 8 月的计算之中,太空太阳能发电阵列本身要价 65 亿美元,将太阳能以微波的方式传送到地表,传送发射器要价 21.3 亿美元,地表的接收天线则要价 25.1 亿美元,而把所有太空装置都运上太空轨道的运送费用,则需要 66.4 亿美元,这样下来,总计每瓦发电成本为9 美元,平均每度电成本为 10 到 11 美分,也就是说约 3 块钱新台币。
由上述资料可知,把所有装置都运上太空轨道的运费是成本中最大的一部分,占了超过三分之一,如果能降低这部分的成本,太空太阳能将更为可行。
新创企业系绳无限公司(Tethers Unlimited)打算挑战这项太空任务,它得到“NASA创新先进概念”计划 10 万美元的概念补助,以及 50 万美元资金发展其计划。
系绳的想法很简单,把东西运上太空,就像传一个很大的档案,如果照原样传,自然旷日费时,但是如果能把档案压缩,传给对方以后再自动解压缩,传档时间就可大幅降低。
若把太空太阳能的组件在地面上都组好才发射升空,因为体积庞大,耗费成本自然相当可观,但如果可把零组件做成像乐高积木一样,可以“压缩”起来,到了太空中,再“自动解压缩”之后自动组合,不就能节省大量运输成本了吗?系绳估计这样一来,比起过去的计划,可以大降体积至十分之一,甚至也可减少 50% 到 80% 的质量。
但是要如何自动安装?这就有赖一个自动组装机器人“蜘蛛工厂”(SpiderFab),随着零件一起发射上太空,之后,它会有如蜘蛛结网一样,依照内建的程式,先组成网状的碳纤维骨架,之后再铺上薄膜太阳能电池,或是薄膜反射镜,这样就大功告成了。
不过,太空太阳能还有成本以外的疑虑,其中之一是安全考量,传输电力回地表的微波束,其能量是微波炉的 200 万倍,听起来相当吓人,不过,NASA 表示,这样的微波束,比起太阳光的能量,只不过是阳光的四分之一而已,而且系统设计上如果有飞机飞过,会暂停传输,以免飞机被微波“击落”。
系绳表示,在 NASA 的赞助下,“蜘蛛工厂”在 3 到 5 年内就有可能推出,届时人类的能源来源,可能又会多出一种选项。
- Can 3-D Printing Turn Space-Based Solar Into a Reality?