为五角大楼工作的科学家已经成功测试了太空中披萨盒大小的太阳能电池板,该太阳能电池板被设计为未来系统的原型,该系统将从太空将电能传输回地球上的任何点。
该面板-被称为光伏射频天线模块(PRAM)-于2020年5月首次发射,该面板连接到五角大楼的X-37B无人无人机上,以利用太阳光将光转化为隐蔽的电力。无人机每90分钟绕地球一次中国机械网okmao.com。
面板设计为充分利用空间中的光,该空间不通过大气,因此保留了蓝色波浪的能量,使其比到达地球的日光更强大。蓝光在进入大气时会扩散,这就是为什么天空显示为蓝色的原因。
该项目的共同开发者保罗·贾菲说:“正因为如此,我们在太空中获得了大量额外的阳光。”
Jaffe告诉CNN,最新的实验表明12x12英寸面板能够产生约10瓦的能量用于传输。这足以为平板电脑供电。
但是该项目设想了数十个面板的阵列,如果扩大规模,其成功可能会彻底改变发电方式以及如何将其分配到全球偏远地区。贾菲说,这可能有助于地球上最大的电网。
他说:“有些愿景使太空太阳能达到或超过当今最大的发电厂-几吉瓦-足以容纳一个城市。”
该装置尚未实际将电能直接发送回地球,但该技术已被证实。如果该项目发展成巨大的,宽达数千米的太空太阳能天线,它可能会发出微波,然后立即将其转换为无燃料电力,传递到地球的任何部分。
贾菲说:“太阳能卫星相对于任何其他能源的独特优势是这种全球传播能力。” “如果需要,您可以在短短一秒钟内将电力发送到芝加哥,而不是将其发送到伦敦或巴西利亚。”
贾菲说,但有待证明的关键因素是经济可行性。他说:“为太空建造硬件非常昂贵。” “过去十年来,这些(成本)终于开始下降了。”
在太空中建造有一些优势。贾菲说:“在地球上,我们有这种令人讨厌的引力,这有助于使事物保持原状,但是当您开始建造非常大的事物时,这是个问题,因为它们必须支撑自身的重量。”
美国的X-37B太空飞机的任务是保密的,PRAM实验是为数不多的目的之一。Jaffe说,今年1月,Jaffe和PRAM的共同负责人Chris DePuma在IEEE微波期刊上发布了他们的实验的第一批结果,该结果表明“该实验正在进行中”。
该项目由五角大楼,作战能源能力改善基金(OECIF)和位于华盛顿特区的美国海军研究实验室资助和开发。
自然灾害中的解决方案
PRAM起作用的温度是关键。Jaffe说,较冷的电子产品效率更高,随着温度升高,其发电能力会下降。X-37B的低地球轨道意味着它在90分钟循环中的大约一半时间是在黑暗中,因此在寒冷中。
PRAM的任何未来版本都可能位于地球同步轨道上,这意味着一个循环大约需要一天的时间,其中该设备将远离地球,因此大部分时间都在阳光下。
该实验使用加热器尝试将PRAM保持在恒定的温暖温度下,以证明如果PRAM在距地球36,000公里处盘旋,效率将是多少。
有效。贾菲说:“下一个合乎逻辑的步骤是将其扩大到更大的区域,以收集更多的阳光,并将更多的阳光转换为微波。”
除此之外,科学家还必须测试将能量传回地球的过程。专家组将使用称为“反向定向波束控制”的技术,准确地知道将微波发送到哪里,而不会意外地将其发射到错误的目标上。这会将导频信号从地球上的目标天线向上发送到太空中的面板。
仅在接收到导频信号后才发送微波束,这意味着接收器位于下方并准备就绪。贾菲说,微波很容易在地球上转化为电能,可以通过接收器发送到地球上的任何一点。
他还消除了任何将来担心坏演员可能会使用该技术制造巨型太空激光器的担忧。引导能量产生破坏性波束所需的天线尺寸是如此之大,将在组装所花费的数年或数月中注意到。他说:“如果不是不可能的话,从太空武器化太阳能将非常困难。”
DePuma说,如果正常的基础设施崩溃,该技术(如果今天可用)将在自然灾害中立即应用。DePuma说:“我的家人住在德克萨斯州,由于电网过载,他们现在都处于无电状态,因为电网过载。”
“因此,如果您有一个像这样的系统,则可以重定向那里的一些电源,然后我的祖母会再次在她的房子里取暖。”