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마이크로파 송전

다른 표기 언어 microwave power transmission

요약 전선을 사용하지 않고 전파의 형태로 전력을 보내는 방법.

전자파는 가시광선부터 파장이 긴 통신용파까지 여러 종류의 주파수대가 있으나 마이크로파(파장 3~30㎝)는 대기권의 비나 구름으로 감쇠하는 일이 드물고, 또 전리층에서의 반사나 산란이 없기 때문에 우주태양발전소에서 생산된 전력을 지상으로 송전하는 데 알맞은 주파수이다.

송전하기 위해서는 우선 대형의 마이크로파 발생관(마그네트론·안프리트론·크라이스톤 등)을 이용하여 60~80%의 효율로써 마이크로파를 발사하여 이것을 지상에 설치된 안테나로 수신한다. 마이크로파의 밀도를 올리면 생물이나 사람에 대해 나쁜 영향을 줄지도 모르기 때문에, 태양광 에너지 밀도의 1/10 정도로 제안하고 있으나, 이렇게 할 때 설치하는 안테나의 면적을 넓게 잡아야 한다. 현재 종합송전효율은 46% 정도인데 앞으로의 목표는 80%로 설정하고 있다. 그러나 마이크로파가 생물에 미치는 영향은 아직 밝혀지지 않았다.

당초 미국 항공우주국(NASA)이 구상한 우주태양발전위성사업은 지상 3만 6,000㎞의 정지궤도에 세로 10㎞, 가로 6㎞ 넓이의 전지 패널 2개를 설치하여 10GW(1,000만kW)의 전력을 생산할 계획이었다. NASA의 계획은 2000년부터 해마다 2개의 태양발전위성을 건설하여 2030년에는 모두 60개의 발전위성에서 보내온 전력으로 미국 전체 전력수요의 10%를 충당할 생각이었다.

그러나 발전위성 1개의 플랫폼의 무게만도 약 3t이나 나갈 것이며, 이런 재료를 지구로부터 로켓에 실어 운반하자면 소요되는 로켓의 연료가 200만t이나 된다. 이런 이유 때문에 이 계획 대신 달의 풍부한 자원을 개발하여 이용하자는 구상도 나왔다. 실제로 달에는 태양전지의 재료인 규소도 상당히 많이 있기 때문이다. 이 위성에 사용할 태양전지의 후보로는 실리콘계와 갈륨계가 지목받고 있다. 실리콘 태양전지의 경우는 변환효율이 날로 개선되는 한편, 태양광선의 유효부분만을 태양전지 위에 집광할 수 있는 필름을 사용하면 위성의 면적·중량·비용을 절감할 수 있을 것으로 전망된다. 이런 사정으로 미루어보아 태양발전위성의 건설은 21세기 중반 달 기지의 개척 이후에나 가능하다고 보는 견해가 우세하다.

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