研究:太陽風發電可滿足全人類用電需求(圖)

2010-10-05 17:56

太陽風與地球上的風截然不同，衛星無法像風車一樣發電。

據國外媒體報導，在人類尋找和發展可再生能源過程中，太陽能和風能長久以來就是兩個主要競爭者。對於這兩個競爭者，美國華盛頓州大學的科學家並沒有簡單地選擇其中一個，而是雙管齊下，即將太陽能和風能結合在一起。藉助於一個寬8400公里的巨型太陽帆收集太陽風的能量，這支研究小組希望他們的設想能夠產生10億的3次方瓦特電量，遠遠超過人類所需的數量。如果所產生的電量能夠傳回地球，便可以滿足全人類的用電需求。

華盛頓州大學科學家、研究論文合著者迪克·斯楚爾澤-馬庫奇表示：「可產生的電量達到令人吃驚的程度。這種發電方式基本上可以非常順利地進行，但一些實際操作問題仍有待解決。」

太陽風與地球上的風截然不同，衛星無法像風車一樣發電。衛星並不是利用渦輪上的葉片旋轉發電，而是利用一根帶電銅線捕獲快速遠離太陽的電子，這些電子的移動速度可達到每秒數百公里。根據研究小組的計算，安裝在一個2米寬接收器上的300米長銅線以及一個10米寬太陽帆所產生的電量足以滿足1000個家庭的用電需求。一顆攜帶1000米銅線的衛星以及大約位於同一軌道的8400公里寬太陽帆便可產生10億的3次方瓦特電量，大約相當於地球當前用電量的1000億倍。

當然，所有這些電量都必須傳回地球，否則便沒有任何意義。衛星產生的一些電量將被輸送到銅線，以產生電子收集磁場。餘下電量用於為一道紅外激光束供能，以幫助實現在任何環境條件下滿足整個地球用電需求這一目標。這種發電方式的一大缺陷就是地球與衛星距離太遠，達到數百萬公里，即使最強大的激光束也會發散，進而喪失大部分能量。斯楚爾澤-馬庫奇表示，雖然用於研製這種衛星的絕大多數技術都已存在，但研發聚焦程度更高的激光卻是一大挑戰。

愛荷華州大學科學家格雷格·豪斯指出：「太陽風中存在巨大能量，這一點毋庸置疑，利用太陽風的能量產生驚人電量需要藉助一顆體積龐大的衛星，實際操作中的諸多限制將是一個大問題。」研究論文的另一位合著者布魯克斯·哈爾魯普說，這種發電方式面臨巨大的工程學挑戰，所有這些問題必須在衛星部署前得到解決。