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太阳能电池的飞天计划

2017-06-12

小哥白尼·趣味科学画报 2017年3期
关键词:晒太阳高空气球

太阳能电池正肩负着重任:打破石油和煤炭对能源工业的垄断。燃烧它们不仅污染环境,而且还会造成全球变暧。可是任务实在艰巨,太阳能电池们不得不计划一个更加大胆的方案:上天。

怎么?在地上待着有什么不好吗?

待在地上太低效

太阳能电池A:我们这儿老下雨,更别提雾霾了,根本照不到太阳,发的电太少。

太阳能电池B:我家在撒哈拉沙漠,每天晴空万里,可还是晒不够太阳,因为地球大气层太厚了!

地球大气从地表几乎上升到10000千米的太空中,在为地球生命阻挡致命的宇宙射线和紫外线的同时,也吸收或者反射掉了80%的太阳光。只有很少一部分太阳光的能量可以到达地面并被太阳能电池利用。

太阳能电池是怎么发电的?

太阳能电池主要由硅之类的半导体材料制成.它的导电能力介于金属这类优良导体和塑料之类的绝缘体之间。在光的激发下,半导体内的电子发生运动,从而在导线中产生电流。

太阳能电池一致认为:上天,逃离云层和大气对阳光的阻挡是最好的计划。那么有哪些具体方案可供选择呢?

方案1乘坐高空气球晒太阳

方案企划:法国科学家Jean-Francois Guillemokes

方案内容:太阳能电池乘坐高空气球上升到20千米的高空。白天,尽情晒太阳发电,同时把水分解成氢气和氧气;晚上,再利用储存在气球里的氢气发电。电能通过气球的电缆输送到地表。

议案优点:在20千米的高空,由于没有云层的遮挡,阳光刺眼,是太阳能電池的绝好去处。

方案缺点:依然不能完全摆脱大气层对阳光的阻挡。

方案2在太空做日光浴

方案企划:中国国家航天局美国国家能源局

方案内容:向地球同步轨道上发射大型“太阳能发电厂”,它将永远悬停在同一个地方的上空36000千采处。每平方采是阳能也池板每天只有72分钟照不到太阳

电能将以微波的方式传输回地球,地面的接收站再把它们转化成电能。

方案优点:在空荡荡的太空里,有足够的空间随心听欲摆放太阳能电池,而且太阳光比在大气里强5倍。

方案缺点:把太阳能工厂的组件送到空间轨道上可不便宜。外加一旦哪块电池出了问题,工程师就要像宇航员出舱那样跑到外太空里进行维修。

计划3去月球上晒太阳

方案企划:日本shimizu公司

方案内容:直接利用月壤的物质,修建一条围绕月球赤道的环形太阳能电池。从地球上看,月球就像系了一根腰带。在月球固定朝向地球的一面安装微波和激光发射装置,将电能从遥远的月球传输回地球的接收站。地球人就能使用月球上发的电了。

方案优点:月球几乎没有大气,而且自转一周接近30天,昼夜交替比地球慢得多,在这里晒太阳保证晒个够

方案缺点:得随时做好被小行星撞个正着的准备

太阳能电池个个兴奋不已,纷纷表示想要上天一试。希望它们顺利飞上太空,登陆月球,彻底打败石油、煤炭,成为人类世界的最大能量来源。

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