許多人對太陽能最大的疑慮是:夜間就無法使用,需要能源儲存,或是與其他發電方式搭配。
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電站,設在不會被地球擋住陽光的地方,就能24 小時供電啦!這就是所謂的「太空太陽能」(space-based solar power , SBSP)的概念。
你或許會覺得這只是科幻小說的夢想,不過美國人可是很認真的在研究可行性,還列出了成本計算表,在NASA 工程師2012 年8 月的計算之中,太空太陽能發電陣列本身要價65億美元,將太陽能以微波的方式傳送到地表,傳送發射器要價21.3 億美元,地表的接收天線則要價25.1 億美元,而把所有太空裝置都運上太空軌道的運送費用,則需要66.4 億美元,這樣下來,總計每瓦發電成本為9 美元,平均每度電成本為10 到11 美分,也就是說約3 塊錢新臺幣。
由上述資料可知,把所有裝置都運上太空軌道的運費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。
新創企業系繩無限公司(Tethers Unlimited)打算挑戰這項太空任務,它得到「NASA??創新先進概念」計畫10 萬美元的概念補助,以及50 萬美元資金發展其計畫。
系繩的想法很簡單,把東西運上太空,就像傳一個很大的檔案,如果照原樣傳,自然曠日費時,但是如果能把檔案壓縮,傳給對方以后再自動解壓縮,傳檔時間就可大幅降低。
若把太空太陽能的組件在地面上都組好才發射升空,因為體積龐大,耗費成本自然相當可觀,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「自動解壓縮」之后自動組合,不就能節省大量運輸成本了嗎?系繩估計這樣一來,比起過去的計畫,可以大降體積至十分之一,甚至也可減少50% 到80% 的質量。
但是要如何自動安裝?這就有賴一個自動組裝機器人「蜘蛛工廠」(SpiderFab),隨著零件一起發射上太空,之后,它會有如蜘蛛結網一樣,依照內建的程式,先組成網狀的碳纖維骨架,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,而且系統設計上如果有飛機飛過,會暫停傳輸,以免飛機被微波「擊落」。
系繩表示,在NASA 的贊助下,「蜘蛛工廠」在3 到5 年內就有可能推出,屆時人類的能源來源,可能又會多出一種選項。