sps空间太阳能发电解析.pptx

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太阳空间电站
随着地球上石油、煤炭资源的日益枯竭和环境污染的不断加剧,人类把目光投向太空,预计到下个世纪初将建成空间电站,以解决日益紧张的能源问题。
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太阳空间电站的优点
与在地面上利用太阳能相比,在太空利用太阳能具有十分突出的优点: ,。地球上由于太阳光穿过大气层时受到大气的吸收和散射,强度减小到1kW/m2。在地理纬度较高的地方,由于太阳光斜射,得到的能量还得打折扣。 ,太阳照射的时间比地球上长得多。在地球静止轨道上,一年中只有在春分和秋分前后各有45天里,每天出现一次阴影,时间最长不超过72分钟。一年累计不超过4天,也就是一年中有99%的时间是白天。而在地面上,有一半的时间属于夜晚,并且白天除正午外太阳是斜射的。在太空每天能接收到的太阳能约为32kWh/m2,在地球上平均每天只能接收到6~12kWh。如果遇到阴雨或有云雾的日子,白天也见不到太阳。
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太阳空间电站的优点(2)
,太阳电池的表面不会沾上任何尘土,无需维护。在地球上使用太阳电池,必须经常清除尘土雨雪,维护工作量大。 ,物体处于失重状态,尽管太阳电站的面积很大,但是受到的力却很小,因此。卫星可以做得较轻。
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美国航宇局提出“1979SPS基准系统”
20世纪70年代末,全球发生石油危机,美国航宇局和能源部组织专家进行空间太阳电站的可行性研究。专家们经过论证提出一个名为“1979SPS基准系统”的空间太阳电站方案。该方案以21世纪全美国将有3亿人口,人均用电2kW,假设其中50%由空间太阳电站供给为目标,在地球静止轨道上部署60个发电能力各为5GW的电站(又称“发电卫星”)。
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“1979SPS基准系统”的主要性能参数
吨
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地面接受装置
地面接收天线是一片13km×10km、占地约1万公顷的椭圆形地区,由无数半波偶极子天线组成。天线接收到的微波经过二极管整流变换成直流电或50Hz的市电。 由于地面天线的面积非常大,微波波束到达地面时的功率密度很小,波束中心大约为20mW/cm2,。所以,波束对人、畜和庄稼不会造成危害。理想的接收天线做成网格状,用柱子高高架起。网眼可以通过空气、阳光和水。这样天线下面的土地可以照常种植庄稼、放牧牛羊或作其他用途,不致浪费。
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建设成本问题
研制、发射和组装“1979SPS基准系统”需要2500亿美元(按1996年币值计算)的投资及18000人年的在轨工作量(相当于600名航天员装配工在太空工作30年)。
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方案遭受的非议和责难
首先,投资太大。一些迫切需要国家投资的经济、文教、卫生和社会福利等政府或非政府部门,担心因此会挤占或克扣本应分配给他们的经费; 其次,为研制、发射和在太空组装电站所必需的关键技术基本上未掌握; 第三,环境保护部门担心从太空中下泻的无线电微波会污染地球环境,破坏生态平衡; 第四,方案出台之时,正逢石油价格下跌,能源危机暂时缓和; 第五,里根政府对空间太阳能发电兴趣不大,更愿意支持“星球大战”计划和自由号空间站。
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美国航宇局对空间太阳电站的新一轮研究
20世纪90年代中期,美国国内及世界上出现了一些新的情况:
(1)全球对电力的需求急剧增长,电力将有着巨大的国际市场;(2)“温室效应”气体,主要是二氧化碳,对全球气候变化造成的不利影响日趋严重,引起世界各国的深切关注;(3)美国航宇局根据美国政府的要求加强了降低空间发射成本的研究开发;
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