太阳是太阳系的中心天体,它是一颗稳定的恒星,一个处于动态平衡的炽热的气体球。太阳每秒钟供给地球的能量相当于每秒钟燃烧500万吨优质煤所发出的能量,而地球仅仅能得到太阳总辐射能的22亿分之一。如何近距离把太阳能收集和利用起来,为人类服务,已成为许多科学家研究的重大课题。
早在1968年就有科学家提出了空间太阳能发电站方案,这一设想是建立在一个极其巨大的太阳能电池阵的基础上,由它来聚集大量的阳光,利用光电转换原理达到发电的目的。它所产生的电能将以微波形式传输到地球上,然后通过天线接收,经整流转变成电能,送入供电网。
人们也许会想,目前在地面已经能够将太阳能电池安装在个人住宅的屋顶上,组成家用光电池发电系统,又何必到太空中去建设太阳能发电站呢?经研究人员分析,要把丰富的太阳能转变成电能,在地球上建立大型太阳能—电能转换装置,会出现很多不利因素。这是因为一般在地球上的任何一个地方,一年中只有1/2左右的时间能获得日照,而且日照程度又随时间和天气而改变,比如云、雾、雨、雪等天气现象的出现,使工作效率大为降低,所以不能把它作为基本负载的电厂来使用。同时还因为在地面上有风和重力存在,使建筑超大型太阳能电池阵或反射镜颇为困难。而在外层空间,太阳能的利用绝不会受到天气、尘埃和有害气体的影响,再加上日照时间长,因此空间太阳能电站与同一规模的地面太阳能电站相比,接收的太阳能要高出6~15倍。
如何把庞大的空间电站发射到太空呢?科学家估计,若需获得50亿瓦电力,空间电站物资总量将达4000多吨。按照现有的航天技术只能采用“化整为零,集零成整”的办法了。如何把空间电站发出的电传回地球呢?科学家们提出了两种方案。一种是将电能通过微波由一架小飞机运回地球;另一种是准备在同步轨道上装一面直径为1千米的镜子,将呈微波状态的电能反射传输到所需的地方。人们担心,万一强大的微波技术失控,会不会对人类的健康造成影响?会不会干扰地球的通信联系?科学家们认为只要通过地面信号控制微波发射装置,使它始终对准地面接收站,并将微波泄漏量控制在国际安全标准之内,就不会影响人类的健康和自然界的生态平衡。同时,美国科学家还将设计失控保险装置,万一微波能量失控,可让其在太空中立即自行消散。
知识链接
天上太阳能电力是一种清洁、安全而又取之不尽、用之不竭的新能源。未来在天上进行太阳能发电,是人类获取能量、摆脱能源危机的主要途径。
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