新型发电技术.doc

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1、新型发电技术电气13-2一、月球能源发电我们现在在地球上己经利用太阳能发电，但由于地球裹着一层厚厚的大气，过滤掉不少阳光，因此太阳能发电的效率始终不高。但在月球上利用太阳能发电，效率就大不一样了。月亮表面儿乎不存在大气，所以太阳辐射可以长驱直入。每年到达月球的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦，相当于地球上一年消耗各种能量总和的2.5倍！而且因为月球自转周期与其绕地球公转周期的时间几乎相等，黑白天各占14.5天,一天相当于地球一个月的长度，而这又可以让它获得更多的太阳能。在月球表面建立全球性的并联式太阳能发电站，可以令太阳能电池

2、板的效率最大化，这样就能获得极其丰富而稳定的太阳能。这不但解决了未来月球基地的能源供应问题，而且在未來还冇望利用微波技术传播太阳能直接向地球输送能源。日本建筑公司清水公司近日就提出了一个雄心勃勃的所谓的“月环计划”，对太阳能的利用规模预计将超过以往的任何计划：围绕月球约1.1万公里长的赤道建一条太阳能发电带，再将电能转化为微波束和激光束，然后传冋地球的接收站。在此期间，无线电导航台会确保微波束和激光束被准确输送至地面接收站。“月环计划”的最大优势在于它可以24小时不断地接受清洁能源。其一年的发电规模相当于17亿吨石油或者1.3

3、万个核电站的年发电量，按目前的能源消耗速度计算，够地球使用30年。口本的公司正在集中力量攻克“月环工程”中的一系列技术难题，将于2035年正式启动这项计划。这项雄伟的计划一口实现，将会有助于人类从传统资源到新资源进行顺利过渡。月球上还有丰富的氨资源。作为氨的同位素之一，氨含有两个质子和一个中子，氛和氮£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，月球土壤中的氨含量预计达100万吨，转化为核能后将足够地球“享受”1万年。利用氨发电可以既安全乂环保。对于如何利用M-3,目前科学家们主要有三种设想：第一，在月球上建立氨采掘

4、场，将采掘加工出来的氮・3运往地球发电；第二，在月球上建立氮・3核聚变发电厂就地发电，并设法送回地球使用；第三，直接用氮・3,或者是采用加工氨过程中产生的氢气作火箭和飞机的燃料。总而言之，月亮即将成为未来人类世界的“能源之星”。而且，如果在月球上开采矿产资源，就更加可以直接利用月球上的能源来发电了。利用月球上的能源冶炼月球上的矿产资源，再运回地球供人类使用，不仅为人类提供源源不竭的丰富资源，还保护了地球的环境。二、太阳能卫星发电太阳能发电卫星、又称为轨道发电机（SBSP）,自1970年代早期己在构想中的一种太阳能发电系统，在卫

5、星轨道上的太阳能收集器，将从太阳光收集所得的能量以微波或激光传送到地球，在地球表面接收后转化为电能。其优势是在太阳与太阳能收集器之间无大气层阻碍，因此效率较高，并且不受昼夜周期的影响。是一种可再生能源。目前的造价仍非常高，不俱经济效益，冇可能在技术进一步发展或能源价格进一步上涨后被建造。1968年，美国工程师格拉舍在《自然》杂志上发表文章《来自太阳的能源：它的未来》，首次提出了卫星太阳能电站的设想。•?运行轨道应保证接受面能始终对准太阳，传输装置能把能量向任何希望点发射。•?光电转换元件应能达到最大的理论效率。•?传输装置能将

6、电能转换后送冋地面，而传输频率满足大气吸收量最小。•?地球接受器能够以需要的能量密度接收，并且能够传输到用户那里。他选择的是地球同步轨道，并且为保证24小吋工作，应当在同步轨道上布置两个卫星太阳能电站。•?光电转换元件选择比较成熟的硅光电池，其理论上的最大效率为24%,并把太阳能转化成电能供地球使用。三、新型量子热晶体管发电法国普瓦提埃大学和国家科学研究院(CNRS)研究人员设计出一种能像电子晶体管控制电流那样控制热流的量子热晶体管，能从发电站及其他能源系统收集并循环利用余热。目前虽冇传输和引导余热的方法，但无法对热流进行有效

7、控制，量子热晶体管做到了这一点。虽然这不是第一个热晶体管，但是第一个由量子物体制造的热晶体管,而其他热晶体管多是用宏观材料如固体或相变材料制造。这种量子热晶体管由3个二态系统组成，可以通过自旋运作，有上下两种状态，每个自旋系统都能控制热流向其他两个流动。研究人员在最近发表于《物理评论快报》上的论文中指出，热晶体管是一个量子系统，由3个相互作用的子系统构成，每个子系统与热储层耦合。这种热晶体管就像电子三极管，在基极加热流时，集热极、发射极能控制热流的收集和发出。研究人员从理论上证明了晶体管可以在两个状态之间转换自旋，产生晶体管效

8、应，从而对热流进行调制、放大和控制。将来这种晶体管可用在多种量子纳米设备屮控制热流。普瓦提埃大学研究人员卡尔•尤莱恩说：“人们可以用电子二极管、晶体管和放大器来管理电流，希望用同样方式来管理热流。我们想制造一种逻辑热线路，就像人们设计的逻辑电路那样，以这种方式来引导、放大、开