美国宇航局和其他几个国家航天机构最近恢复了他们的月球殖民计划。需要解决的关键因素之一是如何为这样的殖民地供电。不储能也能实现太阳能不间断发电吗?在地球上,100%的时间仅通过可再生能源提供100%的电力需求,但没有储能是不可行的。

仅通过太阳能为月球殖民地供电而无需储能的计划

最近,本古里安大学教授杰弗里·戈登(JeffreyGordon)教授提出的范式转变挑战了这种与地球相关的思维方式,他受邀于8月下旬向美国宇航局介绍了这种转变。他的想法于今年早些时候发表在可再生能源上。

在月球上,太阳能是唯一可用的可再生资源。最大的挑战是完全供应主要能源消耗者:需要连续(24/7,一年365天)每年从月球土壤中生产数千吨氧气(O2)的工厂,用于火箭推进剂、轨道卫星加油和人类的生计。很大一部分挑战来自月球上的任何位置,平均而言,月球自转周期29.5天的一半时间是在黑暗中度过的。

在他的论文中,Gordon记录了一个可行的策略,其中不间断的电力将由安装在靠近(但不在)月球极点的360°纬度环周围的光伏(PV)阵列产生,并为O2工厂安装传输线。这样远程选址就会有很大的灵活性。

“我的解决方案具有远低于迄今为止所有替代方案的特定质量,即创纪录的低公斤/千瓦,这是负担得起且可行的月球装置的关键品质因数,目前发射和安装成本超过1,000,000美元/公斤。我们的新策略是比具有电池存储功能的太阳能好100倍。这也比美国宇航局目前正在考虑的驱动传统涡轮机和发电机的核反应堆解决方案至少好6倍。

“我受邀于8月在俄亥俄州克利夫兰格伦研究中心的NASA太空太阳能总部展示我的发现。NASA科学家表示准备重新考虑用核能而不是太阳能为月球殖民地供电的计划,”戈登说。

该概念利用了以下独特组合:(a)没有月球大气层,(b)月球极轴相对于黄道平面的倾斜度接近零,(c)月球条件适合低质量廉价传输线,和(d)月球直径远小于地球。