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中秋节|月亮可以发电吗?
时间:2020年10月01日    浏览:1127次

中秋节始于唐朝初年,盛行于宋朝,至明清时,已成为与春节齐名的中国传统节日之一。受中华文化的影响,中秋节也是东亚和东南亚一些国家尤其是当地的华人华侨的传统节日。自2008年起中秋节被列为国家法定节假日。

明月寄相思,在人们的印象里,月亮多是寄情咏物的对象,在实际生活生产中,月亮作为能源被提及的频率是少之又少。月光是太阳光线的反射,太阳能发电,那么,月光能起到发电的作用吗?

太空是人类尚未开发的处女地,月球上不仅有储量丰富的氦3燃料可以为人类提供清洁能源,其地理环境更是能为太阳能发电提供绝佳条件,同时来自月球引力的作用,由月球造成的潮汐运动赋予了潮水巨大的动能。

利用月球上的核聚变能源发电

月球上有丰富的氦-3资源。作为氦的同位素之一,氦-3含有两个质子和一个中子,氘和氦-3进行核聚变的发电效能超过石油的千万倍。

据科学家们统计,月球土壤中的氦-3含量预计达100万吨,转化为核能后将足够地球“享受”1万年。


月球基地想象图


德国一家电视台在科技栏目中称中国将在月球开展一项超级工程。该报道称中国有计划在月球建立一个发电站,有望在2030年开启第一个从太空获取太阳能和光的项目。长期为中国提供太空能源咨询建议的休斯敦大学教授大卫·克里斯威尔表示,中国将月球视为捕获太阳能的巨型卫星。由于月球的两级存在着极昼和极夜现象,"中国计划在月球两级设计地面基站,这样可以保证总有一级的基站可以接受到阳光的照射",他接着说这些经由月球基站的能源将被积蓄起来源源不断地送往地球。

在月球上建太阳能基地发电

月球上没有大气层处于真空状态,太阳光达到月球表面几乎没有被削弱,并且月球尚未被开发,能够建设大规模的工程。日本一家公司曾经设想在月球表面放置6800英里长,12英里宽的太阳能电池板,称为"月神之环",完成之后可以连续不断的向地球输送1.3万太瓦的电能(1太瓦=1万亿瓦,美国在2011的全国发电量仅为4100太瓦)。

中国太空技术研究院的一名研究员也表示,位于太空中的太阳能发电站几乎能够随时进行发电,发电的强度将会是地面型太阳能发电厂的6倍以上。当太阳能被转化为电能之后需要用微波或者激光束的形式传回地球,由特定的设备进行接收。

每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦,相当于目前地球上一年消耗的各种能源所产生的总能量的2.5万倍。

假设在月球上使用目前光电转化率为20%的太阳能发电装置,则每平方米太阳能电池每小时可发电2.7千瓦时,若采用1000平方米的电池,则每小时可产生2700千瓦时的电能。

这不但能解决了未来月球基地的能源供应问题,而且随着人类空间转换装置技术和地面接收技术的发展与完善,还可以用微波传输太阳能,为地球提供源源不断的能源。

太空发电站设想

并且目前中国安排好了项目的时间表,该项目的原型机将在2021年被送上太空进行试验,在2030正式设计完成该发电设备。德媒猜测,这个月球发电站将重达1000多吨,是目前宇宙空间站重量的2倍以上。

不光如此,德国媒体还提到了另一个中国利用太空能源的设想,先用卫星将巨型镜子送往太空,利用镜子组成的阵列将太阳光集中反射到四川省成都市,弗拉斯表示这些来自太阳的光可以帮助城市节省电力。这些来自太空的光照到地面将会使天空像满月一样明亮,届时空中会出现第二个月亮。

月亮潮汐发电

潮汐的力量来自月球引力的作用,由月球造成的潮汐运动蕴藏着极大能量。月球引起了潮涨潮落,赋予了潮水巨大的动能。

和风车捕捉风能一样,我们可以利用水下涡轮机来捕捉潮汐带来的动能。这种装置类似安在海底或者河床上的风车。它的叶轮设计和飞机螺旋桨类似,后面连着齿轮箱,齿轮箱连着发电机。当潮水袭来,涡轮机转动,同时带动齿轮旋转,然后带动发动机运行。发电机产生的电能再通过海底电缆传到岸上,汇入电网,送至千家万户。

挑战

月球是太阳系中最接近地球的大型天体,大约相距38300公里,人类想要开发太空能源无疑月球是第一层台阶。不过在阿波罗计划、载人登月成功后人类对于月球的开发似乎陷入了停滞,建立月球基地需要有效的方法将地球上的人员与物品输送到月球之上,而这个成本实在太高。整个阿波罗项目花费就占了美国GDP的4%,而且这个数据还没有包括其他军工部门相关的项目和基础科学研究的预算。

也许不久的将来,“月能发电”就会成为现实,那时候,一边和亲人团聚赏月,一边享受着月能电力带来的便利,中秋的月亮也会变得更加圆满迷人!

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