太空太陽能發電第一章
在太空建設大型的太陽能發電廠, 再用2.45GHz微波傳回地面 ??
這個多年來的構想已靜悄悄地在日本人手中加以實用化並積極在研究中了
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太空太陽能發電第一章 在太空建設大型的太陽能發電廠, 再用2.45GHz微波傳回地面 ?? 這個多年來的構想已靜悄悄地在日本人手中加以實用化並積極在研究中了 |
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引發我今次四出搜尋有關 Solar
Power System的最新資料的一個原因是舊年在北區一大班
HAM 友中認識了 VR2ZTN
. 得知他在最近一次搬屋後在其天台上自行搭建了一座對業餘人仕來說都相當龐大的太陽能電池板後有感而發.
其中單是用手親自焊接的太陽電池板就有數以千計之多, 歷時凡幾個月之久. 未知他現在已經完工了沒有 ? 一旦完工後定必派出屈得金採訪隊前赴其 QTH 取景一番以供同好參考參考.
其實日本政府於1990年在侯斯頓國際高峰會議中提出「地球再造計畫」，此計畫是以100年的時間再造地球環境的技術方案，其中包括了可能成為下一代重要能源技術的核聚變與太空太陽能發電。此兩項技術希望可以在21世紀中期實現，以下將介紹其中之一的太空太陽能發電的研究情形。
太陽能發電的應用
太陽能發電是利用半導體將光能直接轉換為電能的發電方式，目前的技術已經可將10%左右的光能轉換為電能。由於此發電方式不會產生氮氧化物等以及對人體有害的氣體和輻射性廢棄物，又不會產生造成地球溫室效應成因的二氧化碳，因此稱為「清淨發電技術」而備受矚目。如果能以太陽能發電的電能供應人類活動所需的大部分能量，對整個地球的環保問題將有莫大貢獻。
但在地表可以獲得的太陽能僅是每平方公尺大約l千瓦，並且具有會受氣候影響的缺點，為了避開這個缺點，才有在日照豐富的沙漠地區實施大規模太陽能發電的構想，不過只要是在地面，夜間就無法發電。
實施太陽能發電最終的方法是在不斷能接受太陽光能的地方
---- 太空空間中發電。美國人Peter Haresa於1968年提出太空太陽能發電衛星的構想，他認為設置同步衛星，利用太陽能電池獲得的電能，可以利用微波送回地球，人類就可取得無限的清淨能源。
同步軌道是位在赤道上方3萬6000公里的圓形軌道，配置在同步軌道上的人造衛星可以配合地球的自轉週期，每天環繞地球一次，因此在地表上任何時間都可以看到此種衛星駐留在同一個位置。而且同步軌道上的太陽光強度是地表上的1.4倍左右，除了進入地球影子而無法發電的「黑暗」期間之外，不受日夜不同、氣候或季節的影響而能持續發電，因此在太空中能利用的太陽能是地表上的10倍之多。在同步軌道上，以春分與秋分為中心前後大約 45 天之間，每天會出現最長 72 分鐘的「黑暗」現象，因此「見不到太陽」的總合時間是每年總時間的 l% 以下。
在太空中發出的電能是以微波送回地表，用來送電的微波是電磁波的一種，其波長與一般用於人造衛星轉播、微波爐、流動電話等設施的波長相同。
供應美國全部電力需求
經l970年代的能源危機之後，美國政府能源部為了因應將來的能源危機，於1976年與美國航空暨太空總署(NASA)合作，開始研究太空太陽能發電。此計畫的目的是假定21世紀初的美國全部電力需要量為3億千瓦，又假定以太空太陽能發電能完全滿足此需求的情況下，討論對環境、經濟和社會可能產生的問題，並與火力、核能、核聚變等其他能源技術相比較。
此時研究的發電衛星稱為「參考系統」(reference system)，每顆衛星具有5公里乘10公里的龐大體型，將體積如此巨大的衛星送上同步軌道，即可進行500萬千瓦的發電能力。每顆衛星的總重量可能達5萬噸左右，並預定每年送上2顆，在30年之間則計畫總共可送出60顆。
經廣泛研究之後，獲得實施此計畫並無嚴重技術問題的結論，此外也檢討了以微波的送電方式對地球環境的影響和綜合性能源效率，並得到了應該推動太陽能發電衛星的研究開發工作的結論。但是後來能源危機解除，又因為無法精確地預估龐大的建造費用，而於1980年中止了此項研究。
因此，其他各國也迅速失去了對發展太空太陽能發電的興趣，但是最近在全球環保聲浪日漸升高的狀況下，太空太陽能發電又重新受到大家的重硯，於是在1980年代後半再度展開此方面的研究。
在日本，公立大學和研究所的研究人員於1987年在文部省宇宙科學研究所組織了「太陽能發電衛星工作組」，日本政府於1990年在「地球再造計畫」中提出了太空太陽能發電計畫，同年在太陽能發電衛星工作群中成立了研究太空太陽能發電系統實用化的小組「SPS2000」，此小組至今依然持續進行衛星設計的研究等工作。
1997年，日本也成立了不僅包含理工系列，連經濟學等更多領域的研究人員也參與其中的「太陽能發電衛星研究會議」，目前該研究會議的事務機構設在東京大學，主要是執行研究資料的交換、對外提供資料等工作。1998年，在科學技術廳下設置了太空太陽能發電檢討委員會，以安全性和經濟性為中心來討論實行的相關可能性。
最近，美國NASA也重新開始研究太空太陽能發電，眼前尚屬於末仔細考慮成本等可行性的調查研究階段，但1998年獲得同意將研究預算大幅增加，由此推測芙國住後將有再度加速研究的可能。