太空太陽能新進展 美軍衛星實測:成功發射能量回地球 | 環境資訊中心

太空太陽能新進展 美軍衛星實測:成功發射能量回地球

2021年03月04日
環境資訊中心綜合外電;姜唯 編譯;林大利 審校

獨立報報導,美國國防部開發的光電射頻天線模組(Photovoltaic Radiofrequency Antenna Module, PRAM),也就是能夠將電力從太空發射到地球上任何地方的太陽能模組,已經實測成功。


美國國防部開發的光電射頻天線模組,成功將電力從太空發射回地球。示意圖。照片來源:SpaceX/pexels

PRAM透過微波 將能量迅速傳回地球

此模組目前只有披薩盒大小,但規模擴大後,可以透過微波將大量乾淨再生能源發送到地球。

去年美國空軍悄悄用X-37B太空飛機將此模組升空。它能保留透不過地球大氣層的日光能量,以地面太陽能模組做不到的方式利用太陽能。

共同開發者賈菲(Paul Jaffe)博士向CNN表示:「正因如此,在太空中可以獲得更多陽光。下一個合理步驟是將其面積放大,以收集更多的陽光轉換為微波。」

目前的規模只能吸收,並向地球傳輸大約10瓦的能量,僅足以供電行動電子設備。但若成功擴大規模,該技術可以為全球偏遠地區提供大量電力,並分擔都會區過載電網的壓力。該系統還可以用於因應緊急情況或自然災害。

光電射頻天線模組(Photovoltaic Radiofrequency Antenna Module, PRAM)。下方尺長30公分。照片來源:美國海軍研究實驗室新聞稿

PRAM仍待改良 2030年預計釋出更多太空太陽能技術

賈菲博士說:「相對於其他能源,太陽能衛星的獨特優勢是可傳輸到全球。」賈菲於2013年首次撰寫了有關透過微波從太空傳輸能量的論文,「短短一秒內就能將電力發送到芝加哥、倫敦或巴西利亞。」

要實現這個情境,需要一公里寬的太空天線,而在目前的商業太空活動中,這樣的設備成本在經濟上是不可行的。

但是,貝佐斯(Jeff Bezos)的Blue Origin和馬斯克(Elon Musk)的SpaceX等民間公司也開發出可重複使用的火箭,表示成本正在迅速下降,有機會提高PRAM系統未來的可行性。

實驗的結果發表在IEEE微波期刊(IEEE Journal of Microwaves)上。其中提到能量發射技術最廣泛的應用是,「將取之不盡用之不竭的電能,連續傳輸到地球」。

2023年預計將有多次的試射活動,目的在展示太空太陽能的關鍵技術。

作者

姜唯

如果有一件事是重要的,如果能為孩子實現一個願望,那就是人類與大自然和諧共存。

林大利

於特有生物研究保育中心服務,小鳥和棲地是主要的研究對象。是龜毛的讀者,認為龜毛是探索世界的美德。