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【能源與電力 #04】現代夸父追上雲端,太空種電可望開創能源奇點?
2024.10.12

您是否曾被宇宙科幻作品所吸引,對人類征服銀河系充滿憧憬?抑或您更關心的是日常生活的民生問題,如接下來是否會調漲電價?如今,一種看似科幻的發電方式,正逐漸從實驗室走向現實。

科學家們相信,未來數年內,我們或許就能在太空中進行太陽能發電,並將電力傳輸回地球,為深入探討這項令人振奮的新科技,我們邀請到龍華科技大學半導體工程系的張勤煜教授,來為大家揭開太空發電的神秘面紗。

如何有效地在太空領域發電,一直是人類進行太空探索的一大挑戰。目前,主流的太空發電技術主要分為「核分裂」和「太陽能」兩種,以太空飛行器來說,在遠離太陽以至於無法接收足夠陽光之前,太陽能通常是飛行器的發電首選。

隨著人類用電需求的持續攀升,科學家開始將目光投向太空,希望能在太空中建造大型太陽能發電設施;然而,除了火箭發射成本高昂、太空環境中的運營風險與維護成本難以預估外,如何將產生的電力高效傳回地球,仍是亟待解決的一大難題。

舉例來說,傳統的微波傳輸方式理論上雖然可行,但由於微波具有發散的特性,將導致傳輸過程中產生巨大的能量損耗,且地面上需建置大型接收站,占地廣、覓地不易。另一種方式則是以雷射光來進行傳輸,此法雖能量集中、不易發散,非常適合用於能源輸送,但雷射光的傳輸路徑上不能有任何遮擋物,尤其是飛鳥,一旦被雷射光照射到,後果將難以設想。

儘管到今時今日為止,太空太陽能發電仍面臨諸多挑戰,但隨著航太、半導體及通訊技術的快速發展,這些問題正逐漸被科學家一一克服,因此也吸引世界各國紛紛投入相關研究,預計於 2030 年展開正式的太空發電與傳輸測試。據現有資料評估,太空太陽能發電可望在 2050 年實現商業化運作。

 

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