这种适用于太空的太阳能电池板可以像折纸一样折叠

受日本折纸设计理论启发的加州理工学院研究人员正准备于 12 月将一颗小型卫星原型发射到轨道上。该原型大约有 3.9 平方英寸，能够利用太阳能，然后将其无线传输回地球。如果成功，这个历时近十年、耗资数百万美元的项目将由航空航天和国防制造商诺斯罗普·格鲁曼公司部分支持，唐纳德·布伦和布里吉特·布伦也捐赠了 1 亿美元，将有助于将可再生能源行业引向一个全新的方向，理论上甚至可以为无法获得可靠电力基础设施的地区提供清洁电力。

根据加州理工学院最近对两位项目负责人的采访，该卫星结合了三个主要领域的进步：

• 开发超轻、高效的光伏电池，“其功率重量比甚至比目前国际空间站和现代卫星上使用的太阳能电池板高出 50 至 100 倍”。
• 创造类似的轻量级和低成本技术，能够将直流电能转换为射频电能，然后以安全的微波辐射的形式将该电能传回地球。
• 完善一种薄型、可折叠、轻量的结构，不仅可以支撑所有这些组件，还可以根据需要控制射频输出。

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为了实现这些令人印象深刻的里程碑，加州理工学院的科学家们可以说是从最古老的艺术形式之一中寻求循序渐进的指导。“通过使用受折纸启发的新型折叠技术，我们能够显著缩小用于发射的巨型航天器的尺寸，”项目联合负责人、乔伊斯和肯特·克雷萨航空航天和土木工程教授塞尔吉奥·佩莱格里诺 (Sergio Pellegrino) 在最近的一次采访中表示。“包装非常紧密，基本上没有任何空隙。”

最终目标是将数十万块太阳能电池板发射到轨道上，每块电池板的重量不到十分之一盎司，大小为 4×4 英寸见方。一旦到达行星上方，这些电池板将各自展开，形成一个卫星群，其收集阳光的表面积约为 3.5 平方英里。

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尽管存在诸多后勤和财务障碍，人们对通过卫星系统开发太阳能可再生能源的兴趣日益浓厚，主要原因很简单——根据New Atlas的一篇文章，在地球大气层之外，太阳能电池阵理论上可以全天候接收太阳光线，更不用说太空中每平方米的能源潜力大约是太阳的八倍。话虽如此，总体难度和高昂的成本可能使加州理工学院的项目无法大规模部署。正如New Atlas补充道，太空太阳能成本可能在每千瓦时 1-2 美元之间，而美国电力成本不到 0.17 美元/千瓦时。类似的替代方案可能是在地球上使用太阳能电池板，然后表面上将其能量反向传送到卫星上进行全球分配。无论如何，加州理工学院在轻质和柔性面板系统方面的众多进步代表着我们为应对气候危机的创新可再生能源解决方案迈出了重大一步。

更新于 10/24/22：本文已更新，以更准确地引用该项目的资金。