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日本的"月環(huán)"計劃:在月球上建設(shè)太陽能電站 已有5人參與
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日本的"月環(huán)"計劃:在月球上建設(shè)太陽能電站 中國新能源網(wǎng) | 2011-6-20 11:10:00 | 新能源論壇 | 我要供稿 充分利用太陽能是新能源領(lǐng)域最熱門的話題，對太陽能的利用設(shè)想甚至從地球開始延伸至浩渺的太空。在日本因地震引發(fā)的核泄漏危機(jī)后，用太陽能等清潔能源取代核電的呼聲日漸高漲。最近，日本一家公司公布了一項(xiàng)在月球上建設(shè)太陽能電站的“月環(huán)”計劃，希望把月球上的太陽能轉(zhuǎn)移到地球上來。這項(xiàng)計劃是近年來最勁爆的太陽能計劃，也是最具創(chuàng)意的大科學(xué)工程設(shè)想之一。 月球發(fā)電優(yōu)勢明顯 我們都知道，太陽能是一種取之不盡的、安全無污染的清潔能源。因此，近幾十年來科學(xué)家想出各種辦法來利用太陽能。最近提出“月環(huán)”太陽能計劃的是日本清水建筑株式會社的一家研究機(jī)構(gòu)，他們打算在月球赤道地區(qū)部署大量太陽能電池板，將收集到的太陽能傳回地球接收站，以供地球所需。 既然地球上也能進(jìn)行太陽能發(fā)電，為何要不遠(yuǎn)幾十萬公里到月球上去發(fā)電呢？這是因?yàn)樵虑虬l(fā)電的優(yōu)勢明顯。首先，月球的大氣層十分稀薄，與地球相比簡直稀薄到可以忽略不計的程度，因此月球上不會有云層和霧氣出現(xiàn)，當(dāng)然也不會有陰天出現(xiàn)，可以保障太陽能電站長年累月地發(fā)電。假如你身處月球，在白天看到的太陽要比地球明亮得多，光芒萬丈的太陽似乎噴吐著灼人的火焰，因此在月球上進(jìn)行太陽能發(fā)電的效率也遠(yuǎn)比地球要高得多。 由于月球基本上沒有大氣，也就不會有風(fēng)沙天氣出現(xiàn)，而風(fēng)沙是在地球上需要解決的重要問題。在地球的赤道地區(qū)進(jìn)行太陽能發(fā)電，大多會選在荒無人煙的沙漠地區(qū)。然而，沙漠地區(qū)風(fēng)沙大是出了名的，風(fēng)沙不但會侵蝕太陽能電池板，而且會覆蓋在太陽能電池板上，影響太陽能的吸收，因此需要人工經(jīng)常性地清理沙塵。而在月球上，基本上不需要花費(fèi)人工清理沙塵。 另外，由于月球是個無人區(qū)，不存在拆遷房屋或占用耕地的問題。月球上也沒有江河湖泊對陸地的隔離，鋪設(shè)起來將比在地球赤道容易得多。不過，月球赤道上有許多環(huán)形山，鋪設(shè)太陽能電池板需要繞過環(huán)形山的大坑。因?yàn)榭永锊坏佋O(shè)難度大，而且會出現(xiàn)太陽照射不到的陰影區(qū)域。 如何在月球上發(fā)電 要在月球赤道上鋪設(shè)“太陽能腰帶”發(fā)電，所面臨的最主要的問題是成本巨大，可能需要多個國家合作才能完成。根據(jù)研究人員的設(shè)想，需要先發(fā)射一些太空機(jī)器人到月球上平整場地。既然月球大氣稀薄到不可能產(chǎn)生風(fēng)，月球表面理應(yīng)比較平整，事實(shí)上并非如此。月球上也覆蓋著厚厚的粉塵和碎石，它們主要是小行星撞擊月球產(chǎn)生的。還有一個重要的原因是太陽的力量，月球上大氣稀薄導(dǎo)致白天月表溫度高達(dá)100多攝氏度，夜晚則低至零下100多攝氏度，晝夜溫差高達(dá)300攝氏度，導(dǎo)致月球巖石因溫差而碎裂。 在月球上發(fā)電還要從技術(shù)上解決過熱和過冷的問題。地球自轉(zhuǎn)一圈需要一天，而月球自轉(zhuǎn)一圈需要28天，也就是說無論是月球的哪一面，白天和黑夜都是14天，長時間的高溫和長時間的低溫對太陽能電池板的材料要求很高，需要電池板有抗高溫和低溫的本領(lǐng)。而且，由于太陽能電池板的吸光本領(lǐng)要比巖石強(qiáng)得多，14天不間斷地強(qiáng)光照射可能會導(dǎo)致太陽能電池溫度攀升到被損壞甚至熔化的程度，這就需要較強(qiáng)的冷卻設(shè)施。好在月球巖石的導(dǎo)熱性差，可以通過冷卻液流過月表以下的低溫巖石來冷卻電池板，還可以由此進(jìn)行溫差發(fā)電，把劣勢轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢。 月球發(fā)電還需解決的是能量傳輸問題，月球遠(yuǎn)離地球38萬公里，靠電線輸電是不現(xiàn)實(shí)的，只能采用無線輸電的方式，常見的是微波輸電或激光輸電。首先要在月球建立天線直徑達(dá)幾十公里的能量發(fā)射站，接著在地球上建立若干個大功率的能量接收站。由于月球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)速度幾乎一樣，導(dǎo)致月球始終以一面對著地球。在月球的背面進(jìn)行太陽能發(fā)電，不能把電能直接發(fā)射到地球，需要用電線把電能從月球背面?zhèn)鬏數(shù)秸妗＿@也是一個浩大的工程。 為了對太陽能電池板、輸電線路和輸電站進(jìn)行維修，研究人員還設(shè)想在月球表面建設(shè)一條長達(dá)1萬公里的環(huán)球鐵路。在如此巨大的工程建設(shè)中，如果所有的物資都從地球運(yùn)送上去，在百年之內(nèi)可能都算是一項(xiàng)不可能完成的任務(wù)。因此，研究人員設(shè)想利用月球上的土壤中獲取該計劃所需的水、單晶硅、鐵、混凝土、氧和陶瓷。 月球發(fā)電規(guī)模驚人 如同地球赤道一樣，月球赤道所在的區(qū)域是月球上是最熱的地區(qū)，也是太陽光最強(qiáng)的地區(qū)。按照研究人員的設(shè)想，可圍繞月球赤道鋪設(shè)一圈太陽能電池板，就如同為月球佩戴上一個太陽能腰帶。所有太陽能板加起來的寬度將達(dá)400公里，長度和月球赤道一樣，將達(dá)1萬多公里。這么龐大的太陽能發(fā)電廠產(chǎn)生的電能也是十分驚人的，每年可發(fā)電13萬億度，可占到全球用電總量的30％以上。 現(xiàn)在有關(guān)“月環(huán)”工程的具體時間表還沒有宣布，但是一旦開始實(shí)施，它將是人類有史以來建造的規(guī)模最大的公共工程。雖然不少人質(zhì)疑日本研究人員這項(xiàng)雄心勃勃的太陽能開發(fā)計劃的可行性，但是清水建筑株式會社對這個計劃充滿信心，他們在公司的網(wǎng)站上寫道：“憑借創(chuàng)新性的設(shè)計，加上先進(jìn)的太空技術(shù)，我們將讓人類向著這一夢想邁出一大步�！睂τ谌祟悂碚f，即使這個工程具有可行性而且開工實(shí)施，它也將是耗時漫長、耗資巨大的工程。不過，真的這個工程一旦成功，人類將受益無窮。 來源：中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng) |
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