有一种出人意料的经济实惠的方法,无需储存即可为月球基地供电
为未来的月球基地提供电力是地球以外扩张面临的重大挑战,但一个巧妙的解决方案已经提出。
地球以外世界的永久基地将需要充足的电力。现在,新一轮的太空竞赛包括在不久的将来建立月球基地的计划,是时候考虑如何以不破坏该项目的价格提供这种电力了。令人惊讶的是,漫长的月球夜晚似乎不需要电池储存。
我们在地球上发电的大多数方法在其他地方都行不通。太阳系中没有其他星球提供可供开采的本土化石燃料,而从地球运输这些燃料的成本高得惊人。在没有空气的月球上,风能、波浪能和水力发电都行不通,只能依靠太阳能和核能。
由于没有云层遮挡阳光,在月球上利用太阳能发电很容易,直到夜幕降临。但由于日落和日出之间有近 15 天的黑暗,储存所有电力是一项重大挑战。然而,杰弗里·戈登教授本·古里安大学的教授不仅认为我们根本不需要任何存储,而且他在《可再生能源》杂志上发表的一项研究报告中对替代解决方案进行了统计,并认为该解决方案成本要低得多。
月球上总有阳光普照的地方。因此,戈登建议,我们可以在月球周围放置太阳能收集器,并将电力传输到需要的地方。
毫无疑问,戈登并不是第一个提出这个想法的人,但乍一看,这听起来比大量电池组更昂贵。然而,戈登指出,没有必要将输电线延伸数千公里。月球基地很可能建在极地附近,至少在初期是这样,以利用那里陨石坑底部的冰。
月球的极端季节比地球少得多,因为月球的轴与两极轨道平面的倾斜度仅为 1.5°,而不是地球上的 23°。因此,即使离极点很近,也不会有漫长的冬季黑暗。一圈太阳能收集器可以放置在距离极点仅 3° 的位置,并随时产生电力。
半径仅为 1,734 公里(1,077 英里),仅需 600 多公里(373 英里)的电缆。由于不会有动物或人类触电,这些线路也无需悬挂在高塔上,也无需抗风。NIMBY 抵制穿过房屋的电线也不会成为问题。
假设在月球北极周围设置一个太阳能收集器环,该环的位置非常适合收集和传输不间断的太阳能。图片来源:内盖夫本·古里安大学
“我的解决方案的比重远低于迄今为止的所有替代方案,即创纪录的低千克/千瓦……[根据这一衡量标准]我们的新策略比带电池存储的太阳能好 100 倍以上,”戈登在一份声明中表示。陈述论文指出,即使不存在运输问题,地球上也尚未采用长期储存。
戈登的解决方案也并非是那些反对核能的人的借口。“它至少比 NASA 目前正在考虑的用核反应堆驱动传统涡轮机和发电机的解决方案好 6 倍,”他说。
基地不仅需要氧气来呼吸,还需要氧气来提供返回地球或前往火星的推进剂。戈登估计,提供这些能源需要大约 10 兆瓦的持续电力,这远远超过了基地最初的其他需求。
另一种无需在月球上储存能量的方法是将太阳能电池板安装在卫星上,让它们将能量传送到月球。如果提议使用类似的方法,这种方案将受益于无线能量传输的进步实现。然而,在这些目标得到证实之前,戈登的想法具有结合已证实技术的优势。
该作品已发表于再生能源。