許多人對太陽能最大的疑慮是:夜間就無法使用,需要能源儲(chǔ)存,或是與其他發(fā)電方式搭配。
為了解決夜晚的問題,打從1970 年代起就有人想到:不如上太空建太陽能發(fā)電站,設(shè)在不會(huì)被地球擋住陽光的地方,就能24 小時(shí)供電啦!這就是所謂的「太空太陽能」(space-based solar power , SBSP)的概念。
你或許會(huì)覺得這只是科幻小說的夢想,不過美國人可是很認(rèn)真的在研究可行性,還列出了成本計(jì)算表,在NASA 工程師2012 年8 月的計(jì)算之中,太空太陽能發(fā)電陣列本身要價(jià)65億美元,將太陽能以微波的方式傳送到地表,傳送發(fā)射器要價(jià)21.3 億美元,地表的接收天線則要價(jià)25.1 億美元,而把所有太空裝置都運(yùn)上太空軌道的運(yùn)送費(fèi)用,則需要66.4 億美元,這樣下來,總計(jì)每瓦發(fā)電成本為9 美元,平均每度電成本為10 到11 美分,也就是說約3 塊錢新臺(tái)幣。
由上述資料可知,把所有裝置都運(yùn)上太空軌道的運(yùn)費(fèi)是成本中最大的一部分,占了超過三分之一,如果能降低這部份的成本,太空太陽能將更為可行。
新創(chuàng)企業(yè)系繩無限公司(Tethers Unlimited)打算挑戰(zhàn)這項(xiàng)太空任務(wù),它得到「NASA??創(chuàng)新先進(jìn)概念」計(jì)畫10 萬美元的概念補(bǔ)助,以及50 萬美元資金發(fā)展其計(jì)畫。
系繩的想法很簡單,把東西運(yùn)上太空,就像傳一個(gè)很大的檔案,如果照原樣傳,自然曠日費(fèi)時(shí),但是如果能把檔案壓縮,傳給對方以后再自動(dòng)解壓縮,傳檔時(shí)間就可大幅降低。
若把太空太陽能的組件在地面上都組好才發(fā)射升空,因?yàn)轶w積龐大,耗費(fèi)成本自然相當(dāng)可觀,但如果可把零組件做成像樂高積木一樣,可以「壓縮」起來,到了太空中,再「自動(dòng)解壓縮」之后自動(dòng)組合,不就能節(jié)省大量運(yùn)輸成本了嗎?系繩估計(jì)這樣一來,比起過去的計(jì)畫,可以大降體積至十分之一,甚至也可減少50% 到80% 的質(zhì)量。
但是要如何自動(dòng)安裝?這就有賴一個(gè)自動(dòng)組裝機(jī)器人「蜘蛛工廠」(SpiderFab),隨著零件一起發(fā)射上太空,之后,它會(huì)有如蜘蛛結(jié)網(wǎng)一樣,依照內(nèi)建的程式,先組成網(wǎng)狀的碳纖維骨架,之后再鋪上薄膜太陽能電池,或是薄膜反射鏡,這樣就大功告成了。
不過,太空太陽能還有成本以外的疑慮,其中之一是安全考量,傳輸電力回地表的微波束,其能量是微波爐的200 萬倍,聽起來相當(dāng)嚇人,不過,NASA 表示,這樣的微波束,比起太陽光的能量,只不過是陽光的四分之一而已,而且系統(tǒng)設(shè)計(jì)上如果有飛機(jī)飛過,會(huì)暫停傳輸,以免飛機(jī)被微波「擊落」。
系繩表示,在NASA 的贊助下,「蜘蛛工廠」在3 到5 年內(nèi)就有可能推出,屆時(shí)人類的能源來源,可能又會(huì)多出一種選項(xiàng)。