纯绿色的“太空电”

2015-07-01 14:20陆岚
小学科学 2015年6期
关键词:发电站火力发电水电站

陆岚

电灯、电视机、电冰箱、空调、手机、电脑、电动车、地铁、轻轨、动车、高铁、各种工厂生产用的机器设备……我们生活的世界,方方面面、时时刻刻都离不开电。源源不断的电能是从哪里来的?科学家们为了找到又环保又高效的电能,在进行着哪些尝试和努力呢? 听起来超级炫酷的“太空发电站”到底是什么东西呢?别急,咱们一步一步地探个究竟吧!

各种电站显神通

人类生活在地球之上,最善于利用大自然的力量来获取能量了!瞧,为了获得电能,人们召集了火、水、风,甚至是原子核,让它们听我们的调遣。

火电站

火力发电曾是人类最主要的发电方式。利用煤、石油、天然气等燃烧产生热能,再将热能转换成电能。因此火力发电站的主要形象就是“烟尘滚滚”。建成了火力发电站,电是有了,空气却脏了。燃烧排放出的含有二氧化硫的气体,还会形成酸雨,危害环境、破坏生态平衡。火电站在工业污染中排名第一,成了我们必须大力治理的对象。然而,严峻的是,目前我国的火力发电量仍占总发电量的80%以上。

水电站

为了减少污染,满足持续增长的用电需求,在减少火力发电站的同时,人们大力兴建了利用水力发电的水电站。水力发电就是拦截河流、湖泊,将水流从高到低的位能变成动能,再利用动能推动发电机发电。你看,大坝耸立,大江大河被拦腰截断,蓄水成湖,水电站建成了,可以发电了。可是水电站给环境造成的危害也不可小觑。水电站把江河截断,原本栖居在这里的鱼类,产卵洄游受阻,会有灭绝的危险。水电站还会影响地壳稳定,带来滑坡、泥石流等地质灾害。这可怎么办呢?

风力发电站

人们将目光转向了风。风力发电是靠风力带动风车的叶片旋转,再将这种动能通过发电机转化成电能。与火力发电和水力发电不同,风能作为一种清洁能源,利用起来既不会污染环境,又不会破坏生态,因此风力发电也就越来越受到人们的重视。可是,风力发电的缺点也显而易见,那就是受环境、气象等因素的影响很大,发电不稳定,也不可控。

核电站

“核电”?听起来像“核武器”一样威力无边的样子。没错,核电站就是利用原子核裂变时所释放的能量来发电的。核电站所使用的燃料一般是放射性

的重金属:铀、钚等,我们称之为“核燃料”。利用核能来发电,不会产生污染空气的有害气体,在使用安全的情况下,是一种“绿色的电能”。然而,一旦发生核泄漏,放射性物质对土地、海水甚至人类和各种生物都会造成巨大的伤害。

绿色的“太空电”

我们又把目光投向地球之外,与我们息息相关的太阳。太阳每时每刻都在释放巨大的能量,到底有多巨大呢?太阳仅仅1小时释放的能量,就足够全人类使用1万年至10万年。这么大的能量该如何利用呢?

太阳能发电

利用太阳能发电有两种方式,一种是把太阳产生的光能转化成电能,另外一种是把太阳产生的热能转化成电能。这可是又干净又安全的发电方式呀!然而,利用太阳能也有不便利的时候,比如,阴天或者夜晚没有阳光照耀的时候,冬天阳光减弱的时候,这都会造成太阳能发电的不稳定。

太空太阳能发电站

如何才能让太阳持久、稳定地发电呢?科学家们想到了把利用光能和热能的“太阳板”送到太空中去的好办法!知道吗?在太空中,太阳能的强度跟穿过大气层到达地球表面的太阳能相比,要强5至10倍呢!而且,没有了云层的遮挡,也没有了白天、夜晚或者春夏秋冬的分别,我们可以尽情地使用太阳能发电了!

在太空中组建太阳能发电站,似乎没有太大难度,比如国际空间站的电能就是一个小型太空发电站提供的。而最重要的问题是,太空发电站产生的电能如何输送到地球上呢?这可愁坏了科学家们。架设高压线输送太空电能肯定是不行的,到底该怎么办呢?

科学家们为了造福人类,开动脑筋、反复实验,努力寻找输送太空电的好办法。于是,一种名为“微波无线输电”的技术便产生了。

2001年5月,一位叫皮尼奥莱的科学家在美国大峡谷一侧,先把电能转化或微波(一种电磁波),向大峡谷的另一侧发射,另一侧有一个微波接收器,它把接收到的微波再转化成电能,结果这些电能点亮了一只灯泡。这次电能“无线输送”实验,没有用到“电线”,传输的电量虽然很少,但它让人们看到“无线输电”的技术的确是可行的。

2015年3月8日,日本科学家利用微波无线输电技术将1.8千瓦电能从A地传送到了B地,这些电量已经大到可以使用的级别,可以用来启动电水壶、电烤箱、电饭锅等一些用电“大件”了。

科学家利用微波输电的“胃口”越来越大,他们计划在未来几十年内,在距地面3.6万千米高的太空建造一座巨型光伏太空发电站,让这座发电站不再受昼夜、阴晴和季节变化的影响,时时接受阳光高效稳定地“照耀”,持续发出巨量电能,然后把这些电能用微波传送方式输送到地球,到时我们就会用上纯绿色的“太空电”喽!

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