CN101076933A - 发电和配电系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种发电和配电的系统及方法，包括：位于地球上与天然燃料资源或能源相邻的位置上的一个或多个微波功率发射机，天然燃料资源或能源例如是天然气、石油、固体燃料或地热能。现场将燃料源或能源转换为电，然后将电转换为微波功率束，该微波功率束从微波功率发射机发往围绕地球的轨道中的转向器卫星。转向器卫星然后将一个或多个微波束发送到位于合适地点的用电国中的整流天线以馈入电网，或者引向另外的转向器卫星，由它将微波束引至位于地球远侧的整流天线。

Description

发电和配电系统及方法

技术领域

本发明针对一种用于发电和将电力分配给需要电力的居住区的方法和系统以及该方法在以下方面的使用，即，能够实现利用来自地球的电能部署月球太阳能系统以支持地球、太空和月球之间的运输系统，还提供对月球上的操作的支持。

背景技术

据估计，到2050年，100亿人口的繁荣世界将需要至少20TWe的电力。目前，使用诸如石油、天然气、核能和煤炭的燃料发电，而少量电则通过诸如太阳、风或水力发电设施的可再生能源产生。由于石油和天然气等重要天然储藏的地缘政治分布，导致独立的石油公司面临着保持对这样的资源的使用权的日益增长的困难。另外，必须将发掘的燃料安全地运输到发电设施，而发电设施通常离发掘地点很远，并且经常在不同的国家。这涉及到管道、轮船、油轮等。这样的运输的安装和维护是很昂贵的，并且由于事故、破坏或恐怖行为使得这样的运输存在着潜在的危险。最后，易于获得的化石燃料资源逐渐耗尽，需要勘查以试图找到这样的燃料的新源头。随着世界电力需求和人口增加继续耗尽天然气和石油，找到这样的资源的新源头所在的位置并对其进行开发的斗争将日益困难。这导致逐渐长高的价格和对世界人口的电力供应的短缺，预计该问题将随着时间而变得更糟。

本发明与我的涉及Power Collection and Transmission Systemand Method的在先美国专利No.5,019,768和5,223,718相关，这些专利的内容通过引用包含于此。在这些专利中，电力收集系统包括将太阳能转换为低强度微波束的太阳能收集站。将这些微波束引向微波接收机或整流天线(rectenna)，将这些波束转换为电。整流天线是将微波整流为电的相隔非常近的天线场。第5,019,768号美国专利描述了以月球为基地的太阳能系统，该系统使用微波将商业用电传递到地球。这种系统比地面太阳能系统对环境破坏少得多、更安全、更可信任。另外，由于月球表面为真空并且无云，所以月球上的太阳能收集系统具有的主要客观优点为：能够使用轨道镜来使太阳光会聚在太阳能电能转换器上。制造超薄镜比制造太阳能电能转换器容易得多。后一设备需要高纯度硅和其它稀有材料，诸如硒、镓、碲、镉和锗。反射器可会聚太阳光，从而每电力输出单位需要面积更小的太阳能电池。

以月球为基地的太阳能收集和发射系统的初始构造的一个潜在问题在于将必需的装备部署到月球以及在月球上建立太阳能发电站的成本。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于从一个基于地球的位置到另一个基于地球的位置重新分配能量的新型改进的能量运输系统。本发明的另一目的在于提供一种从地球向太空、具体地说向月球运输装备的更便宜的方式，以便及时完成以月球为基地的太阳能发电站，以向地球提供大量的电力，从而减小并最终消除对化石燃料供应的依赖。

根据本发明的一方面，提供一种配电系统，该配电系统包括：至少一个电源；至少一个微波发射机，用于将电转换为至少一个微波束，并在所选方向上引导该波束；和至少一个轨道转向器卫星，用于接收被引导的微波束。所述转向器卫星具有用于将接收的微波束转换为多个输出微波束并将输出波束引向所选目标的发射机。

在实施例中的电源和微波发射机位于地球上，该电源可以是发电单元，但是电源和微波发射机也可位于任何天体上或太空中。所述目标可以是地球上的接收机单元、月球上的接收机单元、围绕地球或月球的轨道中的其它转向器卫星、轨道飞行器、地球至轨道飞行器或太空运输飞行器等。

根据本发明的另一方面，提供一种运输能量的方法，在该方法中，从诸如石油、天然气、甲烷、固态燃料的天然能源或诸如地热、核或可再生能量的能源提取这些源中的燃料，并在地球上的第一位置将这些燃料转换为电，然后在相同的位置将该电转换为一个或多个微波功率束。将每个波束引向围绕地球的轨道中的转向器卫星，该转向器卫星不必处于对地同步的轨道中。该转向器卫星然后使多个微波功率束瞄准所选目标。所述目标可以是位于地球上的各用电者位置中的整流天线、通过两个或更多个中继步骤将波束引向地球远侧的接收机的一个或多个中继卫星、轨道飞行器、地球至轨道飞行器或太空运输飞行器、月球基地和/或围绕月球的轨道中的轨道转向器卫星。

该系统将显著地减少从各种天然存在的燃料源发电和配电的成本。在目前系统中，典型地通过管道、轮船、卡车、铁路等将诸如石油和气体的燃料从它们的源头运输到主要的用电国家中的一个或多个配电位置。另外，通常通过电力线长距离地运输由固态燃料、地热或核发电厂或可再生系统生成的电。目前的基于地球的能量运输系统需要大量有形资产，诸如管道、轮船、铁路线、油轮卡车、电力线等，这些有形资产的初始建造和维护与保护是很昂贵的。本发明的系统避免了用于在地球上长距离运输能量或燃料的基于地球的基础设施，而是在源头将燃料或能源转换为电，然后将电转换为微波束，将该微波束从地球引到绕地球轨道飞行的一个或多个转向器卫星。该系统不是运输原子，而是运输光子，这更快并且更有效。

然后选择性地将微波能量重新引到地球上位于用电者附近的接收站。可以逐秒地将成束功率重新引向需要电力的市场，避免容积和重量庞大的燃料的长距离地球运输的需要。此外，该系统的微波能量基本上没有延时，并且例如与管道中石油的延时相比，几乎可瞬时转向。从地球部署波束转向器，并在围绕地球的低轨道中对其进行组装。在本发明的实施例中，可通过低成本离子驱动类型的运输飞船将组装的波束转向器从低地球轨道运输到高轨道或对地同步轨道中，所述运输飞船例如由W.Brown(Brown W.C.A Transportronic Solution tothe Problem of Interorbital Transportation，NASACR-191162/pt-7452，图1-11，1992年7月)提出的运输飞船。可通过从地球上的发射机发射的微波束为该运输飞船提供电力。

根据本发明的另一方面，提供了一种统一的发电和配电系统，该系统包括与化石燃料相邻的至少一个组合式电力提取、转换和发射设施，该设施具有：提取单元，用于提取化石燃料；发电单元，与提取单元相邻，用于将燃料转换为电；微波成束单元，与发电单元相邻，用于将电转换为至少一个微波束，该成束单元包括对微波束进行引向的波束引向器；至少一个转向器卫星，绕地球轨道飞行，用于接收微波束；和地球上的多个整流天线接收机站，用于接收微波束并将这些波束转换为电，所述卫星具有用于根据当前电力需求将多个微波束引向所选整流天线站的波束引向装置。在将微波束引到所选整流天线接收机站之前，可通过至少两个转向器卫星对微波束进行中继。

在本发明的实施例中，电力设施还具有：收集器，用于收集由发电单元产生的废气，例如二氧化碳和加压的气体或气流；和注射设备，用于将废气注射回埋在地下的化石燃料供应源，它可以是油田、天然气田或煤炭矿藏。这将导致提高从耗尽矿田的化石燃料的回收，并减小或消除由于将以其它方式从发电单元释放的气体而产生的大气污染。可使用电力和在发电期间排放的化学物质制造从多孔岩石排出石油的化学物质。

众所周知的是，对于油田，大多数石油在一级回收(天然加压和泵压)和二级回收(通常为注水)技术已达到它们的极限之后仍然保留。研究已指出，与使用一级和二级回收技术提取石油相比，使用二氧化碳注射可回收更多的石油。通过在与油田或其它化石燃料供应源相同的地点提供发电设施，可以现场以非常少的开支回收加压的二氧化碳和其它气体的供应，并立即将加压的二氧化碳和其它气体的供应用于注射到油田等中以提高抽取。这还减少或消除了来自诸如汽轮机等发电机的气体副产物的污染。

为了减小大气污染，已提议隔离二氧化碳或将二氧化碳长期存储在地下槽或天然矿藏中。直到现在，化石燃料行业已趋向于认为二氧化碳的隔离是可能限制发电行业的不期望的开支。从燃料气体捕捉二氧化碳然后将其运输回化石燃料源进行隔离将是非常昂贵的。本发明的方法和系统在与化石燃料源相同的地点提供发电，从而它比捕捉燃料气体并将其注射回化石燃料供应源或其它燃料供应源(例如油田)更经济。这将还具有提高石油或其它燃料回收的好处，其不只是抵消二氧化碳的捕捉和隔离的成本。

可容易地将地面发电和微波成束系统及方法改用为除了提供对地球上的消费者的电力供应之外还提供用于太空运输目的的便宜的电力。另外，可使功率束直接从地球瞄准月球基地或绕月球轨道飞行的转向器卫星。这可使得在以上标出的专利中描述的月球太阳能发电站的构造更可行。轨道中的其它转向器卫星可用于支持太空操作或者将电力直接发射到月球上的整流天线站。

可从基于地球的发射机地点和/或轨道卫星对微波束或几种这样的波束进行引向，以对载货飞船提供电力，从而将用于构造如在以上引用的我的在先专利中描述的以月球为基地的电力收集和发射系统的必要装备从地球运输到月球。在一侧上具有整流天线的离子驱动载货飞船将从地球上和太空中的一连串成束站点接收微波束，以提供用于将飞船从低地球轨道驱动到围绕月球的轨道中的电力。在已通过合适的登陆飞行器将所述装备从飞船运输到月球表面之后，可使飞船返回到低地球轨道。虽然旅程将比传统的火箭系统花费更长的时间，但是由于消除了复杂的火箭和它们的庞大的燃料负荷及装备，所以该系统将显著地减小所需的推进剂质量和用于将装备部署到月球的成本。

附图说明

从以下结合附图对本发明的一些实施例的详细描述，将更好理解本发明，在附图中相同的标号表示相同的部件，其中：

图1是现有技术的月球电力收集和发射系统的示意图；

图2是月球上的电力收集和发射站的示意图；

图3示出根据本发明的实施例的基于地球的能量运输或分配系统；

图4示出用于微波功率成束的平面方阵的一部分；

图5示出用在系统中的可能的轨道转向器；

图6示出可用于运输材料和将轨道转向器从低地球轨道移动到高轨道中的离子驱动运输飞船；

图7示出用于使用来自地球的微波束能量将用于构造月球发电站的装备运输到月球的系统；

图8是根据本发明的另一实施例的发电和配电系统的框图；

图9示出用于提供临时电力设施的临时整流天线系统；

图10示出形成配电系统一部分的、用在临时或永久整流天线设施上的聚焦控制系统；

图11示出根据本发明的另一实施例的系统，该系统使用图8的系统直接从地球并且还利用转向波束为月球基地提供电力；

图12示出可由来自图8的配电系统的微波束为其提供电力的航天飞机；和

图13是图12的航天飞机的推力舱的截面。

具体实施方式

图1和图2是如在我的第5,019,768和5,223,718号美国专利中描述的现有技术的电力收集和发射系统的示意图，这些专利的内容通过引用包含于此。如图1所示，太阳能收集和微波发射站10设置在月球45上，它将微波功率束15发射到轨道转向器13，波束16从轨道转向器13发射到地球22上的所选小型接收机或整流天线站14上。图2示出了示例性的月球上的太阳能收集和微波发射站。该站包括光生伏打阵列或太阳能收集器1、微波发射器2和微波反射屏3以及暗线。

为了本申请的目的，应用于诸如地球或月球的第一天体的术语“远侧”是指远离第二实体或第一实体上的特定位置并且不在该实体或位置的视线中的一侧，第二实体为另一天体或围绕第一实体或第二实体的轨道中的轨道卫星。

图3示出了根据本发明的实施例的基于地球的能量运输或分配系统及方法。虽然如以下描述的系统和方法是指从地球产生和发射电力，但是将理解，该系统可选地可建立在其它行星、月球或其它天体上。在其它实施例中，不必将该系统附在天体的表面上，该系统可在太空中自由漂浮。

在图3的典型实施例中，一个或多个发电站20建立在地球22上的天然燃料源的所在地，天然燃料源诸如油田或天然气田或煤矿或其它天然能源，诸如地热储藏、风源、太阳能源等。为了本申请的目的，术语“发电站”是指将任何能源转换为电的任何合适的发电单元和将电转换为微波束并将该功率束引向任何所选目标的任何适合的设备。在一些实施例中，发电站可包括其它设备，诸如废气回收系统。每个站20包括转换器或发电单元和微波天线结构，转换器或发电单元将天然能源转换为电，微波天线结构将电转换为微波并将微波束24引向处于低地球轨道、高地球轨道或围绕地球的对地同步轨道30中的轨道转向器卫星25。

站20将适合于地面运行。每个波束照射转向器卫星，转向器卫星接收输入的微波能量，然后将一个或多个输出波束26发送到位于用电者附近的接收机或整流天线站28。转向器卫星25还可将功率束29发送到一个或多个其它转向器卫星25，由其将波束48重新引向不能直接看见第一转向器卫星25的第二接收机28(即，相对于第一转向器卫星的地球远侧上的接收机或整流天线站)。可使用商用微波元件或者以与在以上引用的我的在先美国专利中描述的月球发射机类似的方式来构建地面发射机20。可如在以上引用的我的第5,019,768号在先美国专利中描述的那样布置为：接收机或整流天线站位于微波束的近场中。

在该系统中产生的微波束的波长适当地大约为12厘米，这些微波束几乎不被吸收地穿过云、雨、雾和灰尘。名义上，这些波束将具有小于正午太阳光的强度的百分之二十的强度，并且这些波束将可靠地将电力传递到直径为几百米或更大的整流天线站。每个整流天线站将它接收的至少85％的微波功率转换为电，并将该电提供给本地或地区电力网。

整流天线站28包括相隔非常近的天线场，这些天线将把微波整流为电，并将电力输出到本地电网。已证明整流天线能够将入射的微波束的大约85％转换为1,100We/m2的电力。可在商业区或农业区中的一块陆地上建造整流天线以将清洁电力提供给一个地区。

图4示出了可用于从图3的站20发出微波功率束的平面方阵的一部分。Brown W.C.在(1994)A Transportronic Solution to theProblem of Interorbital Transportation，NASA Contract NAS3-25066，Raytheon Corp.166pp中描述了该类型的微波功率成束阵列。该阵列包括一系列有槽的波导管32，它们形成可将400MWe微波束投射到接收机或轨道中的转向器卫星的平面阵列。该特定的阵列几何形状可将波束从垂直方向向东和西扫射60度。可通过滚压和模切工艺用薄壁铝片制造有槽的波导管。

绕地球轨道飞行并从站20接收功率束的转向器卫星25可将接收的功率重新发射到地球上的多个整流天线28以在地球上的任何地方提供电力。转向器卫星消除了能量存储的需要。这些卫星不必处于对地同步或固定的轨道中，否则将会限制可将功率束引向的位置。相反，卫星25处于宽范围的轨道中，并且可向地球上的任何位置提供功率束。转向器卫星25还可将功率束发送到一个或多个次级卫星，以将该波束重新引向不能直接看见第一卫星的接收机。

可用在卫星25中的有三种常见类型的转向器。第一为轨道镜，轨道镜使波束直接反射回地球。有必要使用离子驱动器和反应轮以高精度瞄准轨道镜。据报道，已发射了直径大于100m的反射器(Criswell，D.R.(1998)Lunar Solar Power System for Energy Prosperity in the21^st Century，17^th World Energy Congress，Houston，Texas，http://www.worldenergv.org/wec-geis/publications/ default/tech-papers/17thcongress/4 1 33.asp)。

用于转向器的第二选择为轨道整流天线，它可将波束转换为电，然后为相关的微波发射机提供电力，所述相关的微波发射机将一个或多个波束向着地球上的接收机重新传播。已在航天飞机的三次飞行上飞行的“合成孔径雷达”已演示了向地球发射微波功率，参见Cirswell，D.R.(2002年7月)Energy Prosperity within the 21^st Century andBeyond：Options and the Unique Roles of the Sun and the Moon，Innovative Energy Strategies for CO₂ Stabilization，R.G.Watts，Editor，Cambridge University Press，Chapter 9，pp 345-410。

第三选择为如图5所示的反射阵列34(NASA(1999)InflatableReflectarray Antennas，NASA Tech Briefs，October 1999，http://www.nasatech.com/Briefs/Oct99/NPO20433.html)。这是可接收单个强微波束并直接将功率分割成多个输出微波束的固态微波电路阵列。可将输出波束独立地引向不同的目标。图5是可用在本发明的系统中的反射器阵列的现有技术原型的图示。1999年在California的Pasadena的喷气推进实验室演示了图5的反射器阵列。该设备包括印刷在圆形塑料薄膜上的X频带微带电路的一米直径的平面阵列。通过充气的塑料隆凸35使柔软的薄膜34保持平坦。

反射阵列消除了可与磁层中的等离子体相互作用的大电流。它们有可能在将主功率束24转换为分别导向的波束26时达到98％的转换率。反射阵列将缓慢地劣化，但是可在完全运行的同时对其进行维修。反射阵列可消除对高精度物理天线的需要，并且可极大地降低发射系统的物理质量和复杂度。

必须从地球部署用于反射阵列的波束转向器组件，并在围绕地球的低轨道中组装这些组件。它由轻质量的可伸展桁架(trusses)组成，类似于用于支撑国际空间站的太阳能阵列的桁架。这些桁架支撑接收功率束然后生成多个独立的功率束的反射阵列印刷电路。一旦组装，可将波束转向器部署到围绕地球的高轨道中。这可通过离子驱动运输来实现，诸如由W.Brown提出的(Brown，W.C.，A transportronicsolution to the problem of interorbital transportation，NASA ContractNAS3-25066，Raytheon Corp.，166pp)的离子驱动运输。合适的载货飞船可使用如图6所示的离子驱动器36(参见Brown，W.C.，supra)。载货飞船将永久地停留在太空中。飞船包括轻质量桁架38、印刷电路整流天线40和离子推进器或类似火箭的喷嘴42。虽然在图6中离子推进器42相对较大，但是这仅是为了图示的目的，在实践中将用几百个小型个体推进器来代替推进器42。已知的离子驱动飞船目前使用太阳能推动欧洲SMART-1太空飞船飞向围绕月球的轨道和进入围绕月球的轨道。

在根据本发明的实施例的系统中，一个或多个载货飞船36在围绕地球的低轨道和深空间之间行驶，并且永不返回到地球表面。每个飞船可以是离子驱动飞船，并由地球上的与用于围绕地球传送天然源能量的微波设施20相同的微波设施为每个飞船提供电力。由整流天线接收的微波功率为离子驱动器提供电力。通过将离子驱动飞船附在第二飞船上并推动它到达新的轨迹，离子驱动飞船还可用作太空拖船。

载货飞船的整流天线40在一侧上大约为220m。它可从沿地球赤道的一连串成束站点接收400W/m²的波束。该载货飞船可用于将波束转向器25设置在围绕地球的高轨道中。1km直径(或一侧为1km)的转向器将具有大约300吨的质量。将在地球上构建转向器组件，在航天飞机或由航天飞机演变的飞行器的几次飞行中发射这些转向器组件，并在低地球轨道中对这些转向器组件进行组装。然后将转向器装载在飞船36上以将其载入期望的轨道中。

可将该技术扩展为允许经济地将用于月球发电站的材料运输到月球，这可补充并最终取代基于地球的使用化石燃料源的发电。图7示出了使用如图6所示的离子驱动载货飞船36或在Criswell的第4,836,470号美国专利中描述的类型的飞翼式飞行器将用于构造在上述我的两个在先专利中描述的类型的月球发电站的装备运输到月球的方法，这些专利的内容通过引用包含于此。可将这样的飞行器修改为包含离子驱动器。可选地，可使用设置有用于接收外部推进剂供应的装置的飞行器，例如在Criswell的第5,224,663号美国专利中描述的飞行器，该专利的内容也通过引用包含于此。

图12和图13示出了将整流天线102嵌入在其底面中的飞翼100。这些整流天线从地球接收功率束24，并输出经由导线或电线105馈送给引擎104的电力。由该电力产生的电弧(见图13)用于加热从入口106流过引擎104到出口108的空气。离开引擎的加热空气将推力传递到飞行器，而无需飞行器上的推进剂。

可对来自与地球上的发电站相邻的一个或多个发射机站的微波束进行引向以加热飞行器附近的大气，以提供用于在地球大气外驱动飞行器的推进物质。飞行器可设置有离子驱动器，当飞行器离开地球大气时，可直接由微波束对该离子驱动器提供电力。一旦飞行器到达月球轨道，它就可登陆传递载荷。地球上的微波发射机20可对与用于将转向器25部署到围绕月球45的低轨道44中时相同的离子驱动载货飞船提供电力，然后将它们返回到围绕地球的低轨道30中。可经由太空飞船或类似的飞行器将构造如图2示意性地示出的在我的在先专利中描述的月球太阳能收集和发射系统所需的材料和装备运输到低地球轨道中，并将这些材料和装备载入到一个或多个离子驱动载货飞船36上。可将来自地球的微波功率束引到每个载货飞船的整流天线40上，从而向离子驱动器提供电力以将载货飞船送到围绕月球的低轨道中。

图3所示的基本的能量或电力运输系统完全消除了将液化形式的天然气从其源头安全运输到发电厂的开支，并允许将由天然气和其它天然存在的能源产生的能量快速地重新分配到地球上的任何期望的位置。该系统完全消除了气体液化和重新扩展设施及基于地球的运输系统，诸如卡车、轮船、火车、管道等的需要，这些设施和系统的构建和维护都是很昂贵的。

通过该系统，可当场将主要井田中的天然气转换为电，然后可将该电转换为微波功率束。这完全消除了运输其天然形式的气体的成本。每个波束照射转向器卫星25，转向器卫星25然后将一个或多个微波束发送到在合适的位置上的整流天线28。功率束避免了低温气体的液化和通过船运和管道的运输。然后可逐秒地将成束功率重新引向需要电力的市场。虽然存在运输由天然气或石油产生的能量的特定优点，但是该系统还可用于运输来自通过煤炭或地热能供应燃料的发电站的能量。通过功率束传递能量完全消除了在接收该清洁电力的地区中控制来自发电的物理污染的需要，并导致降低了环境破坏和相关成本。

图8示出了根据本发明的另一实施例的修改的发电和配电系统。该系统包括用于发电和微波功率发射的一个或多个统一的设施或站20。与在图3的实施例中一样，站20包括发电单元54和与该发电单元相关联的微波束发射机或天线阵列52。单元54与天然燃料供应源或能源55相邻。虽然在该实施例中发电单元、微波束发射机和/或燃料源或能源相隔几英里，但是它们可如以它们相互接触的方式靠近在一起，或者它们可分隔1,000英里或更远。

在该实施例中，统一的电力设施还具有收集单元56和注射设备58，收集单元56用于收集废气，诸如由发电单元54产生的二氧化碳或加压的气体或流，注射设备58用于将废气注射回埋在地下的化石燃料供应55，埋在地下的化石燃料供应55可以是油田、天然气田、煤田或煤矿或该区域中的其它燃料供应田。注射器可将二氧化碳、其它废气和其它材料返回到原始的燃料供应田和/或已被部分耗尽的其它天然燃料储藏。例如，将废气重新注射到天然气田并不提高回收。因此，如果主要的燃料源是天然气田，则可将收集的废气运输和注射到油田或煤田中。这将导致提高从耗尽的田的化石燃料的回收，并减小或消除由于将以其它方式从发电单元释放的气体而产生的大气污染。为了进一步提高燃料回收，可使用产生的电力和在发电期间释放的化学物质来制造从多孔岩石释放石油的化学物质。

废气收集单元可以以本领域已知的方式从发电厂的燃料气体捕捉二氧化碳和其它废气，并将捕捉的气体存储在槽等中。(参见Herzog和Golomb，Carbon Capture and Storage from Fossil Fuel Use，TheEncyclopedia of Energy，Vol 1，pages 277-287，Elsevier Inc.2004)。注射器可包括用于将废气从收集单元抽运到埋在地下的化石燃料供应的一系列泵和管道。

为了减少来自发电厂的大气污染，已提议分离二氧化碳或将二氧化碳长期存储在地下储藏中。直到现在，化石燃料产业已趋向于认为二氧化碳的分离是可限制发电行业的不期望的开支。从燃料气体捕捉二氧化碳然后将其运输回化石燃料源以用于分离将是极昂贵的。本发明的方法和系统在与化石燃料源相同的地点提供发电，从而它比捕捉燃料气体并将其注射回诸如油田的化石燃料供应经济得多。这还将具有提高石油或其它燃料回收的利益，该利益不只是抵消了二氧化碳捕捉和分离的成本。根据以下性能标准确定燃料源或能源、发电单元和微波发射机之间的间隔的上界：

性能标准

生命周期

E_T——可从原始储藏地和/或提高回收的储藏地提取的能量的总量。

E_P——构建、维护、操作和关闭收集、产生、重新注射和成束系统所需的总能量。这包括为满足环境要求所消耗的能量。

E_D——传递给波束的能量。

E_D＝E_T-E_P对于“相邻的”系统组件，必须为正或＞0。

E_P——随着收集和重新注射系统在能量系统的生命期内运输的材料的长度和吨位的增加而增加。

根据E_D＞0的要求来限制“相邻”。必须为燃料储藏、燃料收集系统、产生系统、废物收集和运输及重新注射中的每个系统估计“相邻”。

在该实施例中，燃料源或能源、发电单元、微波发射机和废气收集器(如果存在的话)是邻接的或者处于相对靠近的邻域，即，相隔不超过几英里。然而将理解，在其它实施例中这些单元可相隔更远，只要满足要求E_D＞0。

与在前面的实施例中一样，控制微波发射机52将一个或多个微波束引向一个或多个轨道转向器卫星25，轨道转向器卫星25然后将一个或多个微波束发送到在将电力传递到本地电网64的合适位置上的接收机或整流天线站62。转向器卫星60和整流天线站62都可与以上结合前一实施例所描述的相同。可在沙漠、浅湾、工业中心或受污染的陆地上设置接收机站的相对简单的整流天线。如果在农地上设置接收机站的相对简单的整流天线，则整流天线可延长生长季节，并且如所需要的，释放额外的废热以防止凝固。发射机52还可将功率束直接发射到离子驱动太空拖船36、地球至轨道太空飞船内的整流天线100，或者将功率束直接发射到月球基地整流天线112以用于对月球操作提供能量。类似地，轨道转向器卫星25也可将功率束发射到离子驱动太空拖船整流天线36、地球至轨道太空飞船的整流天线100，或者将功率束直接发射到月球基地整流天线110。

由于本发明的配电系统以太空为基地，所以它不侵入到不同的政治区域，而在这些政治区域中，运输系统的构造和系统的保护可能很困难。该系统还不需要必须被构造、维护和保护的大量有形资产。可容易地将电力销售到基荷用户和峰值用户。还可改进该系统为运输到围绕地球的轨道、从围绕地球的轨道运输和运输到地球外做准备，该系统提供将用于各种构造目的，诸如构造月球太阳能发电站的载荷运输到月球上的电力。该系统还可用于将电力从第一月球太阳能站发射到当前在月球的暗侧上背对太阳的第二月球站。将来自第一站的微波功率束引向轨道转向器卫星，并且可将第二微波功率束从该卫星引向第二站，或者如果需要的话，经由第二转向器卫星对第二微波功率束进行中继。

可使在整流天线的整个区域上被引向每个整流天线的微波束的强度大致恒定。布置为：每个整流天线站位于微波束的近场中，即，在小于大约D²/λ的距离R处，其中D为有效的辐射孔径的直径，λ为微波的波长。如在以上引用的我的第5,223,718号美国专利中所描述的，可将从卫星发射的一个波束或多个波束电子转向到一个或多个期望的整流天线站。

图9示出了临时整流天线设施90，可根据用于诸如自然灾难、偏远地区的勘查或军事应用的临时电力要求的需要建立临时整流天线设施90。整流天线设施包括多个编织的绝缘材料板92，例如涂有合适传导面的网或Mylar^。可预先制造绝缘材料板并将其存储，直到需要的时候。交叉连接器94可设置在相邻板之间。如图9所示，可通过将板92铺在地面上来快速且容易简单地建立临时电力设施。然后可对在合适位置上的轨道转向器卫星识别整流天线的位置，并且可将功率束快速地引向临时整流天线。还可在月球上建立临时整流天线设施，该临时整流天线设施直接从地球上的发射机或通过转向器卫星25接收功率。还可在月球上采用和制造其它类型的整流天线。

图10示出了用在永久或临时整流天线站28、62或90的用于将微波束聚焦在期望的一个整流天线地点或多个整流天线地点的自动定向或聚焦控制组件。在整流天线站周围的至少三个位置部署信号检测器95。监控输入波束的强度。当平衡或变化检测器96一检测到输入功率束的不平衡时，就将合适的控制信号和关于不平衡的方向和数量的信息发射到发射机98，发射机98将用于对发射的焦点和方向进行合适的调整的信号发射到卫星。当一对输入功率束进行重新聚焦和/或重新引向时，检测器就确认输入波束的重新平衡和合适的方位。该反馈系统确保保持将功率束适当地聚焦到整流天线站上。检测器系统还可切断功率束。

图11是用于直接经由波束124和通过从轨道波束转向器122重新引向的波束126从地球对月球基地120提供电力的系统的示意图。波束转向器122能够实现随时将电力发射到在月球远侧上的月球基地上的接收机或整流天线设施120。为了本申请的目的，月球的远侧是指任何时刻远离地球的一侧，即，不在地球的视线或围绕地球的轨道中的卫星的视线中。还可将功率束引向地球和月球之间的或者绕地球或月球轨道飞行的太空拖船或运输飞船36。围绕月球的波束转向器卫星122还可将波束引向月球远侧上的太空拖船。如图11所示，如以上结合图12和图13所描述的，任何发射机20还可发射对航空飞机或飞翼式飞行器100提供电力的功率束。

如上所述的基于地球的发电和配电系统及方法具有优于传统系统的许多优点。该系统可用于对地球和月球之间的运输系统提供电力，并对月球上的操作提供电力，所述月球上的操作包括用于构建月球太阳能发电站的操作。

基于地球的系统还具有优于目前的将电力分配到地球上的居住区的方法的许多优点。目前的用于发电的主要燃料源是石油、煤炭、天然气、核燃料和生物量。化石燃料源的一个问题在于它们通常不是在立即用于发电的方便的位置，并且通常必须用管道、火车、轮船和其它交通工具将化石燃料源运输到发电厂以转换为电，还具有相关联的事故或恐怖行动的危险，并且开支巨大。这造成了电的高价格。另一问题在于一些燃料源处于偏远地区，这造成了运输开支。回收大量诸如石油或天然气的燃料也是困难的，需要昂贵的二级或提高型石油或气体回收技术。最后，诸如天然气的燃料的主要比例在液化、处理和运输到发电厂时丢失。

图8的统一的发电和输电系统克服了这些问题中的大多数问题或所有问题。首先，发电厂可直接与燃料源相邻，消除了与运输到偏远的发电厂相关联的成本、危险和损失。这还意味着保留了燃料，诸如在运输期间通常丢失的天然气的比例(典型地大约为百分之五)，这些比例的燃料可直接用于发电。第二，靠近海荒滩的气体资源或其它燃料资源的发电和成束设施的位置显著地减小了开采这样的源的成本。第三，通过收集由发电厂产生的废气，主要为二氧化碳，以及直接将该气体注射回相邻油田或气田，可以以很小的附加的开支增加石油或气体的回收。该技术还减小了释放到大气中的污染物。由于不必将回收的废气运输到偏远地方，而是可当场将其重新注射到相邻燃料供应或床，所以该类型的设施使得用于提高燃料回收的二氧化碳等的注射更经济可行。

如上所讨论的，在发电和配电设施处的发射机可以是开放的网格状表面，这样可允许穿过太阳光、雨和风发射微波束。精细的设计将允许燃料提取和成束设施在陆地上具有最小的占用空间，并且当燃料供应耗尽时，容易清除该燃料提取和成束设施。

本发明的地面发电和成束系统将提供在该领域中熟练的劳动力，并且可产生用于在地球上扩展该系统并且还在月球上研发月球太阳能站的劳动力和行业结构。该系统有可能允许节约成本地实现月球太阳能发电站，该月球太阳能发电站可将太阳能转换为微波，以播送到与用在地面系统中相同的地球上的电力接收或整流天线站。建立在地球上的功率成束设施可提供用于以下方面的低成本电力，即，用于如上所述的到月球的太空旅行和材料运输以及用于直接将功率束发到月球以为月球操作供电。

将太阳能收集器设立在月球上而不是地球上的主要物理优点在于可在月球上用镜将太阳光会聚在太阳至电转换器，从而每电力输出单位需要面积小得多的太阳能电池。由于真空和无云的月球表面，导致轨道太阳能反射器是实用的。估计将20GWe/y的新的商业光生伏打太阳能系统设置在地球上超过50年所需的玻璃模块为223,000km²/年的数量级。这是全球在2000年的所有薄片玻璃的生产的54倍。为了提供2kWe/y，将需要玻璃模块的520m²/年的生产率，这远超过发达国家中的人均玻璃生产率。由于在地球上需要大的太阳能电池面积，所以可用于太阳能转换器的其它专用材料也是不可行的，而在地球上太阳能会聚器是不实用的。地球上的这样的太阳转换器将需要极大增加所需的专用材料的地面生产。因此，即使在地球上小规模的太阳能收集器是可行的，这样的系统也不能提供大量可负担得起的电力来代替目前不可再生能源，并且由于材料可获得限制导致也不能够对这样的系统进行扩展。

月球太阳能发电站通过使用减小太阳能电池面积要求的太阳能会聚器或反射器避免了这些问题。这极大地减小了所需的普通材料，诸如玻璃、塑料、混凝土、钢、铝和铜的总质量。这些减小使得从月球获取20TWe的电力合情合理，并避免了在地球上大量增加生产这些材料以试图获取相同级别的太阳能的需要。通过为将用于构造这样的站的便宜的材料运输到月球上提供电力以及为在构造期间操作这样的站提供直接电力，本发明的发电和配电系统及方法使得在月球上构造一个或多个月球太阳能发电站更经济可行。

该系统的其它优点在于它将延长油田的有用生命因此增加对井田所有者和诸如ExxonMobil的电力公司以及诸如美国或沙特阿拉伯的国家的经济值，并且它将以成本有效的方式提供“更绿色”或对环境更友好的电力。它还可以实现几种类型的共同定位的能源的协同使用，并提供当地和地区网级别的可信任的负荷跟踪的电力。消除围绕地球运输可能危险的、易爆炸的燃料的需要，这将减少承担长期法律责任，并且还将减小将这样的运输系统侵入到不同政治地区的需要。该系统通过显著减少难以维护和保护的大量有形资产，诸如管道、轮船、码头设施、电力线等而减小开支。

清洁的低成本电能够实现从海水或其它咸水经济地生产新鲜水和循环生活用水和农业用水。整流天线地点可位于偏远的未被占用的区域中。许多工业、能量紧张的农业和渔业可位于整流天线地点底下或附近。

从地球外进入本地生物圈的成束功率对环境是无害的。它不必将净热量引入到生物圈中。地面发射机在波束转向卫星的帮助下从井或其它化石燃料源附近播送天然气或石油能量，因而它可解放现在由于从这样的地点运输天然气或石油很困难而难以进入的区域进行开采。通过现场将燃料转换为电然后将电转换为一个或多个微波束，完全消除了这样的运输问题。从轨道转向器卫星接收成束功率的整流天线地点输出用于消费者的直接消费的纯电。该系统可显著地减小电的成本，从而世界上更多的人可获得它。随着电的成本变得更便宜，从水生成诸如氢的燃料以及制造合成燃料变得更可行，同时减小了对将不可避免地变得耗尽的化石燃料供应的依赖。

由于可从地球周围的许多位置发射许多不同的功率束，并且可将这些功率束引向许多不同的卫星和世界上的接收机或整流天线地点、以及将这些功率束引到太空中用于太空运输的目的以及直接将这些功率束引向月球基地，所以本发明的系统是非常通用的。该系统的微波能量基本没有延时，并且例如与管道中的石油的延时相比，几乎可瞬时重新引向该系统的微波能量。

与燃料源相邻的集中式设施可比本地电站的容量更大，并可获得额外的经济规模。由于发电站远离本地电网，所以极大地减小了夜间在本地电站需求减小的问题。通过简单地经由转向器卫星将电力随时引向电力需求最大的整流天线地点，可以满负荷地日以继夜地运转发电站。由于世界的不同部分处于白天和晚上时间，所以根据每二十四小时周期的需要对电力进行重新分配，这可导致总收益增加大约10％。

在图8的捕捉废气并将其注射到油床或气体床中的实施例中，显著地减少或消除了与发电厂相关联的通常的物理污染(二氧化碳、酸雨)。由于电力设施不与人口聚居区域相邻，所以消除了当地政府机构面临的灰尘和灰烬等污染效应问题。还消除了作为当地政府问题的电厂故障的风险以及供电和容量的不确定性。相反，唯一的本地设施是不存在污染和破坏性事故的风险很小的整流天线站址。

无论是单独使用本发明的地面电力运输和分配系统还是结合月球太阳能发电站使用本发明的地面电力运输和分配系统，本发明的地面电力运输和分配系统都完全消除了能量供应轮船航线和登陆操作的需要。它可以以更稳定的成本提供民用和军用能量。它还能够实现编码的双静态雷达，对于该雷达，美国轮船、飞机和其它设施不必发射雷达波束，并且可完全保密。由于减少了将监控站设置在轨道中的成本，使得它还能够实现以非常低的成本对全球行为进行更连续的监控。

虽然以上仅作为示例描述了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可对所公开的实施例进行修改，本发明的范围由权利要求所限定。

Claims (54)

1、一种配电系统，包括：

电源；

至少一个微波发射机，连接至电源，用于将电转换为微波束，该发射机包括用于对微波束进行引向的第一波束引向器；

至少一个转向器卫星，处于围绕天体的轨道中，用于接收来自所述发射机的微波束；和

所述卫星具有用于将接收的微波束转换为多个输出微波束的发射机和用于引导输出微波束按预定方向传播的第二波束引向器。

2、如权利要求1所述的系统，其中，所述电源为发电单元。

3、如权利要求2所述的系统，其中，所述电源和微波发射机位于一个行星表面上。

4、如权利要求3所述的系统，其中，所述行星为地球。

5、如权利要求4所述的系统，还包括位于地球上的间隔位置上的多个整流天线站，所述第二波束引向器包括用于将所述输出微波束中的至少一个引向包括所述整流天线站之一的所选目标的装置。

6、如权利要求5所述的系统，其中，所述第二波束引向器包括用于将所述输出微波束中的至少一些引向包括地球上的整流天线站的所选目标的装置。

7、如权利要求1所述的系统，还包括围绕天体的轨道中的至少一个另外的转向器卫星，所述第二波束引向器包括以下装置：该装置将所述输出微波束中的至少一个引向包括所述另外的转向器卫星的目标，以便引至相对于所述首次提到的转向器卫星位于天体远侧的至少一个接收机站。

8、如权利要求4所述的系统，还包括围绕月球的轨道中的至少一个第二转向器卫星，所述第二波束引向器包括用于将所述输出微波束中的至少一个引向所述第二转向器卫星的装置。

9、如权利要求4所述的系统，其中，所述第二波束引向器包括用于将所述输出微波束中的至少一个引向位于月球上的整流天线站的装置。

10、如权利要求1所述的系统，还包括多个所选目标，所述第二波束引向器包括用于将所述输出微波束中的至少一些引向所述所选目标的装置，所述目标是从包括位于地球上的间隔位置上的整流天线站、月球上的至少一个整流天线站、围绕地球的轨道中的另外的转向器卫星、围绕月球的轨道中的转向器卫星、轨道飞行器、地球至轨道飞行器和其它太空飞行器的组中选出的。

11、如权利要求1所述的系统，其中，所述波束引向器中的至少一个包括用于将至少一个功率束引向轨道飞行器的装置。

12、如权利要求3述的系统，其中，所述电源包括与天然燃料源相邻的发电单元，所述天然燃料源向所述发电单元提供燃料。

13、如权利要求12所述的系统，还包括位于所述发电单元处的收集器，其用于收集在燃料转换为电时产生的废气。

14、如权利要求13述的系统，还包括用于将收集的废气中的至少一部分注射回燃料供应源的注射器。

15、如权利要求13述的系统，还包括天然燃料储藏部分和用于将收集的废气注射到该天然燃料储藏部分的注射器。

16、如权利要求12所述的系统，其中，所述发电单元位于离天然燃料源不超过一千英里的地方。

17、如权利要求12所述的系统，其中，所述发电单元和所述燃料源相互靠近，间隔不超过十英里。

18、如权利要求3所述的系统，还包括环绕所述天体表面的间隔位置上的多个另外的电源和与每个电源相关联的至少一个微波发射机，该至少一个微波发射机用于生成至少一个微波功率束并将所述波束引向至少一个目标。

19、一种运输能量的方法，包括以下步骤：

将能源或燃料源转换为电；

在发射机将电转换为至少一个微波功率束；

在围绕天体的轨道中提供至少一个转向器卫星；

将至少一个微波功率束从所述发射机引至所述转向器卫星；

在所述转向器卫星将所述微波功率束转换为多个输出微波功率束；和

将所述输出功率束引向多个所选目标。

20、如权利要求19所述的方法，其中，对所述输出功率束进行引向的步骤包括：将至少一个微波功率束从所述转向器卫星中继到至少一个第二转向器卫星。

21、如权利要求19所述的方法，其中，对所述输出功率束进行引向的步骤包括：将至少一个输出功率束从所述转向器卫星引向位于所述天体的表面上的至少一个整流天线地点。

22、如权利要求21所述的方法，其中，对所述输出功率束进行引向的步骤包括：将所述输出功率束中的至少一些从所述转向器卫星引向位于所述天体的表面上的多个间隔的整流天线地点。

23、如权利要求19所述的方法，其中，所述转向器卫星处于围绕地球的轨道中，对所述输出功率束进行引向的步骤包括将所述输出功率束中的至少一个引向月球。

24、如权利要求19所述的方法，其中，所述转向器卫星处于围绕地球的轨道中，对所述输出功率束进行引向的步骤包括将所述输出功率束中的至少一个引向围绕月球的轨道中的第二转向器卫星。

25、如权利要求19所述的方法，还包括在环绕所述天体表面的多个位置上提供多个发电站的步骤，每个站包括用于将能源或燃料源转换为电的发电单元和用于将所述电转换为至少一个微波束并将所述微波束引向至少一个所选目标的微波发射机。

26、如权利要求25所述的方法，其中，每个位置都与从包括石油、煤炭、甲烷和天然气的组中选出的天然燃料源相邻，所述方法还包括收集在燃料转换为电时产生的废气并将废气注射回燃料源以便提高从该源的燃料回收的步骤。

27、如权利要求19所述的方法，其中，转换电的步骤包括：产生多个微波功率束并将每个波束引向围绕天体的轨道中的所选转向器卫星。

28、如权利要求19所述的方法，还包括基于电力需求将输出微波束重新引向不同目标的步骤。

29、如权利要求19所述的方法，还包括使用从发射机发射的一个或多个微波功率束为从所述天体的表面飞向轨道的飞行器提供能量的步骤。

30、如权利要求19所述的方法，其中，所述转向器卫星处于围绕地球的轨道中，所述方法还包括以下步骤：使用从发射机以及从轨道转向器卫星发射的微波功率束为载货飞船提供能量，以将装备从地球运输到月球附近或者运输到月球，并使用该装备和月球材料构造月球上的太阳能收集和发射系统。

31、如权利要求19所述的方法，还包括控制微波束以使微波束被引至的每个目标位于接收的微波束的近场中的步骤。

32、如权利要求22所述的方法，还包括以下步骤：在整流天线地点检测输入微波束的位置，如果该微波束没有正确地集中在该整流天线地点上，则切断该波束并将波束不平衡信号发送到轨道转向器卫星，并基于该不平衡信号将微波束从轨道转向器卫星引导至该整流天线地点上。

33、如权利要求19所述的方法，其中，从发射机对波束进行引向的步骤包括将多个微波束发射到不同的轨道转向器卫星。

34、如权利要求33所述的方法，其中，对波束进行引向的步骤还包括将至少一些波束从一个转向器卫星中继到至少一个其它转向器卫星，从而可将波束引至相对于所述发射机位于天体远侧上的整流天线地点。

35、如权利要求19所述的方法，还包括将至少一个微波功率束从所述天体上的所述发射机引向所述天体的卫星上的工作站的步骤。

36、如权利要求35所述的方法，其中，所述天体包括地球，所述发射机将至少一个微波功率束直接引向月球。

37、如权利要求19所述的方法，其中，所述天体是地球，所述方法还包括以下步骤：将至少一个微波功率束从所述发射机引向围绕月球的轨道中的月球转向器卫星，并将所述波束从所述月球转向器卫星引向相对于地球位于月球远侧上的工作站。

38、一种发电和配电系统，包括：

至少一个发电站，包括发电单元和与发电单元相关联的微波发射机，所述发电单元用于将能源转换为电，所述微波发射机用于将电转换为至少一个微波束，所述发射机单元包括对微波束进行引向的波束引向器；

至少一个轨道转向器卫星，用于接收所述微波束；和

地球上的多个整流天线站，用于接收一个或多个微波束，将接收的微波转换为电，并将电提供给本地或地区电网；

所述卫星具有波束引向装置，其用于根据实时电力需求将至少一个所选微波束引向从环绕地球分布的多个整流天线站中选出的整流天线站。

39、如权利要求38所述的系统，其中，所述发电站与包括所述能源的化石燃料源相邻，所述站还包括收集器单元和注射设备，所述收集器单元用于收集由发电单元产生的废气，所述注射设备用于将该废气注射回化石燃料供应源以便提高从该供应源的燃料回收。

40、如权利要求39所述的系统，其中，从包括油田、天然气田和煤矿的组中选择所述化石燃料供应源。

41、如权利要求38所述的系统，还包括用于将材料运输到地球轨道或运输到太空中的多个载货飞船，所述载货飞船具有由从所述站或所述转向器卫星引来的微波束供能的驱动装置。

42、如权利要求38所述的系统，还包括多个发电站和多个轨道转向器卫星，所述多个发电站位于地球上所选化石燃料供应地点周围，所述多个轨道转向器卫星用于从所选站接收微波功率束并将接收的微波功率束重新引向所选的整流天线站。

43、如权利要求42所述的系统，还包括位于月球上的至少一个月球太阳能站，用于将额外的能源提供给所述整流天线站，所述月球太阳能站包括多个太阳能收集器、转换器组件和微波发射机，所述多个太阳能收集器用于收集太阳能辐射，所述转换器组件用于将太阳能转换为微波，所述微波发射机用于将一个或多个微波束发射到所选的轨道转向器卫星，在所选的轨道转向器卫星处，可将微波束重新引向地球上的所选整流天线站。

44、如权利要求38所述的系统，其中，所述轨道转向器卫星包括轨道镜和用于使该镜瞄准所选整流天线站的转向设备。

45、如权利要求38所述的系统，其中，所述轨道转向器卫星包括轨道整流天线和微波发射机，所述轨道整流天线用于将微波束转换为电，所述微波发射机由转换出的电提供电力，用于将一个或多个微波束向着地球上的一个或多个所选整流天线站发射。

46、如权利要求38所述的系统，其中，所述轨道转向器卫星包括反射阵列，其用于接收单个输入微波束，并将该波束分割为被引向地球上的所选整流天线站的多个输出微波束。

47、如权利要求38所述的系统，其中，每个整流天线站位于被重新引向的微波束的近场中。

48、如权利要求38所述的系统，其中，所述轨道转向器卫星处于非对地同步的轨道中。

49、如权利要求38所述的系统，还包括：设置在临时位置上的、包括多个柔软性的整流天线板的临时整流天线站以及用于向一个或多个轨道转向器卫星标识该临时位置，从而可将一个或多个微波束引至临时整流天线站的装置。

50、如权利要求38所述的系统，其中，每个整流天线站还包括多个检测器、平衡单元和发射机，所述多个检测器布置在整流天线站周围，其用于检测输入微波束，所述平衡单元连接至每个检测器的输出，其用于监控由检测器接收的功率并在检测到由检测器接收的功率中有任何不平衡时产生输出校正信号，该信号指示波束没有正确地集中在整流天线站上，所述发射机用于将校正信号发射到正将微波束发送到整流天线站的轨道转向器卫星，从而可基于在整流天线站周围的接收信号中的检测到的不平衡来校正微波束的方向。

51、一种发电和运输电力的方法，包括以下步骤：

在地球上的第一位置，将燃料源或其它能源转换为电；

在所述第一位置上的发射机处，将电转换为至少一个微波功率束；

将所述功率束直接发射到位于月球上的第二位置处的月球基地接收站；和

将接收的微波功率转换为用于为月球上的操作提供能量的电。

52、如权利要求51所述的方法，还包括以下步骤：将功率束从所述发射机发射到围绕月球的轨道中的转向器卫星，并将该功率束引向在相对于地球位于月球远侧上的第三位置上的月球基地接收站。

53、一种发电和运输电力的方法，包括以下步骤：

在地球上的第一位置，将燃料或其它能源转换为电；

在所述第一位置上的发射机处，将电转换为至少一个微波功率束；

将所述功率束发射到轨道太空船；和

使用所述功率加热空气以将太空船推进到围绕地球的轨道中。

54、一种发电和配电系统，包括：

在月球上的第一位置上的至少一个发电站，包括发电单元和与该发电单元相关联的微波发射机单元，所述发电单元用于将燃料源或其它能源转换为电，所述微波发射机单元用于将电转换为至少一个微波束，所述发射机单元包括对微波束进行引向的波束引向器；

至少一个轨道转向器卫星，用于接收微波束；和

在月球上的第二位置上的至少一个整流天线站，用于接收一个或多个微波束；

所述卫星具有波束引向装置，其用于将至少一个所选微波束引向整流天线站。

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