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我们都知道,太阳能是一种取之不尽的、安全无污染的清洁能源。因此,近几十年来科学家想出各种办法来利用太阳能。日本清水建筑株式会社的一家研究机构曾提出“月环”太阳能计划,他们打算在月球赤道地区部署大量太阳能电池板,将收集到的太阳能传回地球接收站,以供地球所需。
既然地球上也能进行太阳能发电,为何要不远几十万千米到月球上去发电呢?这是因为月球发电的优势明显。首先,月球的大气层十分稀薄,与地球相比简直稀薄到可以忽略不计的程度,因此月球上不会有云层和雾气出现,当然也不会有阴天出现,可以保障太阳能电站长年累月地发电。假如你身处月球,在白天看到的太阳要比地球明亮得多,光芒万丈的太阳似乎喷吐着灼人的火焰,因此在月球上进行太阳能发电的效率也远比地球要高得多。
由于月球基本上没有大气,也就不会有风沙天气出现,而风沙是在地球上需要解决的重要问题。在地球的赤道地区进行太阳能发电,大多会选在荒无人烟的沙漠地区。然而,沙漠地区风沙大是出了名的,风沙不但会侵蚀太阳能电池板,而且会覆盖在太阳能电池板上,影响太阳能的吸收,因此需要人工经常性地清理沙尘。而在月球上,基本上不需要花费人工清理沙尘。
由于月球是个无人区,不存在拆迁房屋或占用耕地的问题。月球上也没有江河湖泊对陆地的隔离,铺设起来将比在地球赤道容易得多。不过,月球赤道上有许多环形山,铺设太阳能电池板需要绕过环形山的大坑。因为坑里不但铺设难度大,而且会出现太阳照射不到的阴影区域。
要在月球赤道上铺设“太阳能腰带”发电,所面临的最主要的问题是成本巨大,可能需要多个国家合作才能完成。在月球上发电还要从技术上解决过热和过冷的问题。地球自转一圈需要一天,而月球自转一圈需要28天,也就是说无论是月球的哪一面,白天和黑夜都是14天,长时间的高温和长时间的低温对太阳能电池板的材料要求很高,需要电池板有抗高温和低温的本领。
月球发电还需要解决的是能量传输问题,月球远离地球38万千米,靠电线输电显然是不现实的,只能采用无线输电的方式,常见的是微波输电或激光输电。首先要在月球建立天线直径达几十千米的能量发射站,接着在地球上建立若干个大功率的能量接收站。由于月球的自转和公转速度几乎一样,导致月球始终以一面对着地球。在月球的背面进行太阳能发电,不能把电能直接发射到地球,需要用电线把电能从月球背面传输到正面。这也是一个十分浩大的工程。