建造宇宙太陽能發(fā)電站

1、建造宇宙太陽能發(fā)電站    所謂宇宙太陽能發(fā)電站是指在宇宙空間進(jìn)行大規(guī)模的太陽能發(fā)電，然后通過無線電波將電力輸送到地面。此系統(tǒng)如果建成，人類將會(huì)獲得取之不盡的綠色能源。 1990年，日本政府在休斯頓舉行的各國(guó)政府首腦會(huì)議上提出了“地球新生計(jì)劃”，該計(jì)劃列出了今后100年可使地球環(huán)境新生的戰(zhàn)略技術(shù)，這就是核聚變和宇宙太陽能發(fā)電。所謂太陽能發(fā)電就是利用半導(dǎo)體將光能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電方法，利用當(dāng)前的技術(shù)可將10的光能轉(zhuǎn)換成電能。為使發(fā)電過程不排放對(duì)人體有害的氮氧化物等氣體、放射性廢棄物及造成地球變暖的二氧化碳，人們期待著開發(fā)綠色發(fā)電技術(shù)。依靠太陽光發(fā)電不僅能

2、滿足人類活動(dòng)所需的大部分能源，而且能對(duì)地球環(huán)境問題的解決做出重大貢獻(xiàn)。但是，在地面上每平方米僅能獲得約1千瓦的電力，而且太陽能的利用還要受天氣因素的影響。為了彌補(bǔ)這一不足，有人曾提出在日照充足的沙漠地帶建造大規(guī)模太陽光發(fā)電站的設(shè)想，但在地面上夜間不能發(fā)電。利用陽光發(fā)電的最好方法是不斷地用太陽能在宇宙空間發(fā)電。1968年，美國(guó)人格雷齊爾提出了建造宇宙太陽能發(fā)電衛(wèi)星的設(shè)想。他提出將衛(wèi)星發(fā)射到靜止軌道，然后利用微波將太陽電池獲得的電力送到地面，這樣人類便可獲得無限的綠色能源。靜止軌道就是位于赤道上空36000公里的圓形軌道。靜止軌道上的衛(wèi)星與地球的自轉(zhuǎn)周期是一致的，即每日自轉(zhuǎn)1周，所以從地面上看衛(wèi)星

3、總是處在同一位置上。而且靜止軌道上的太陽光強(qiáng)度為地面上的大約14倍。除日食期間外，可以不分晝夜、不分季節(jié)和不管天氣好壞進(jìn)行發(fā)電，因此，在宇宙空間太陽能的利用率約是地面上利用率的10倍。宇宙空間發(fā)電所得的電力用微波送往地面。送電用的微波是光波(即電磁波)的一種，屬于衛(wèi)星廣播、微波爐、移動(dòng)電話使用的波長(zhǎng)范圍。    滿足美國(guó)的總電力需求 經(jīng)歷了70年代的石油危機(jī)后，美國(guó)能源部與美國(guó)航空航天局合作，自1976年開始實(shí)施宇宙太陽能發(fā)電的研究，其研究?jī)?nèi)容有，假定21世紀(jì)之初美國(guó)所需的3億千瓦電力全部由宇宙太陽能發(fā)電提供的話，會(huì)對(duì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等方面產(chǎn)生什么樣的影

4、響，同時(shí)還要將宇宙太陽能與火力、核能、核聚變等其他發(fā)電方法進(jìn)行比較。當(dāng)時(shí)研究的發(fā)電衛(wèi)星叫做“參考系統(tǒng)”，一顆衛(wèi)星就是一個(gè)5公里×10公里的龐然大物，如果把它發(fā)射到靜止軌道上，可發(fā)電500萬千瓦。按每顆衛(wèi)星總重量50000噸計(jì)算，每年發(fā)射2顆，在30年內(nèi)計(jì)劃總計(jì)要發(fā)射60顆衛(wèi)星。研究人員經(jīng)過對(duì)用微波送電對(duì)地球環(huán)境的影響、能效等多方面考察，最終得出了應(yīng)推進(jìn)陽光發(fā)電衛(wèi)星研究這一結(jié)論。但由于難以預(yù)測(cè)的巨大建造成本等問題，這項(xiàng)研究于1980年終止。這一結(jié)果，使得世界各國(guó)對(duì)宇宙太陽發(fā)電的興趣急劇降溫。但是，隨著近年來地球環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，對(duì)宇宙太陽發(fā)電的認(rèn)識(shí)又有所改變，自80年代后期開始重新掀

5、起了宇宙太陽發(fā)電熱。在日本，1987年由國(guó)家公立大學(xué)和研究所的研究人員組成了文部省宇宙科學(xué)研究所“太陽發(fā)電衛(wèi)星研究小組”。日本政府又于1990年成立了“SPS2000”宇宙太陽發(fā)電系統(tǒng)實(shí)用化研究小組，該小組的研究一直持續(xù)至今。1997年又成立了既有理學(xué)、工學(xué)，又有法學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)方面人士參加的“太陽發(fā)電衛(wèi)星研究會(huì)”。目前該研究會(huì)的事務(wù)局設(shè)在東京大學(xué)，正在從事研究信息的交換及對(duì)外信息的提供。1998年日本科技廳成立了宇宙太陽發(fā)電研究委員會(huì)，專門研究其安全性及經(jīng)濟(jì)性問題。最近美國(guó)航天局重新開始了對(duì)宇宙太陽發(fā)電的研究，雖然對(duì)其成本問題尚未進(jìn)行研究，但1998年后將會(huì)大幅增加研究經(jīng)費(fèi)，而且研究的進(jìn)度將會(huì)加

6、快。 日本的SPS2000計(jì)劃 所謂SPS2000是指最遲到2000年在圍繞地球的軌道上組建輸出10000千瓦的太陽能發(fā)電衛(wèi)星，首先把發(fā)射軌道定在赤道上空1100公里處，供電范圍定在赤道附近的一些國(guó)家。該計(jì)劃規(guī)定5、未來農(nóng)業(yè)高效用水技術(shù)展望   5.1 生物技術(shù)用于農(nóng)業(yè)節(jié)水 抗旱節(jié)水高產(chǎn)作物品種在農(nóng)業(yè)高效用水中十分重要。但目前常規(guī)育種技術(shù)很難滿足農(nóng)業(yè)節(jié)水需求，未來生物技術(shù)在作物種類和品種改良中將發(fā)揮重要作用。即可利用生物技術(shù)在破譯抗旱/抗逆基因組成和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)行編碼合成和培養(yǎng)多抗基因作物，使抗旱、耐瘠薄、抗病蟲害、優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)等形狀達(dá)到相對(duì)統(tǒng)一。同時(shí)通過基因工程研究微生物農(nóng)藥、生物

7、化肥等技術(shù)，以與先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)相配套，更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)水增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目的。   5.2 農(nóng)業(yè)管理措施一體化技術(shù) 在工程節(jié)水技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展綜合一體化農(nóng)業(yè)管理節(jié)水技術(shù)，發(fā)揮各項(xiàng)農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的綜合優(yōu)勢(shì)，達(dá)到節(jié)水、高產(chǎn)、高效的目的，并成為當(dāng)前國(guó)際上研究的熱點(diǎn)。未來的田間農(nóng)業(yè)管理，如灌溉、施肥、農(nóng)藥、除草劑等同時(shí)在智能系統(tǒng)控制和引導(dǎo)下，依據(jù)農(nóng)田作物的水分、養(yǎng)分、病蟲害等信息，以便使智能控制系統(tǒng)可定時(shí)、定量、定點(diǎn)使用水肥藥等。   5.3高效用水的精細(xì)灌溉技術(shù) 3S（RS、GIS、GPS）與信息高速公路相結(jié)合，使得農(nóng)田抗旱和灌溉精細(xì)化成為可能。如作物估產(chǎn)、土壤含水率分布監(jiān)測(cè)等。目前應(yīng)重

8、點(diǎn)開展各種精細(xì)地面灌溉技術(shù)要素優(yōu)化組合軟件開發(fā)，環(huán)境脅迫下遙感機(jī)理和遙感標(biāo)志研究，遙感和GIS的集成對(duì)作物脅迫作用的診斷理論等。   5.4 農(nóng)業(yè)高效用水智能決策系統(tǒng) 在發(fā)達(dá)國(guó)家，信息技術(shù)已成為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最有效手段，世界各國(guó)學(xué)者相繼開發(fā)了有關(guān)節(jié)水灌溉方面的專家系統(tǒng)，如滴灌系統(tǒng)中過濾設(shè)備選擇專家系統(tǒng)，灌溉水質(zhì)與作物產(chǎn)量間關(guān)系的決策支持系統(tǒng)，滲灌技術(shù)要素與氮素間關(guān)系的決策系統(tǒng)等。國(guó)內(nèi)在農(nóng)業(yè)高效用水專家系統(tǒng)方面也進(jìn)行了一些嘗試，但針對(duì)灌溉中某一具體技術(shù)開發(fā)距較復(fù)雜的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定差距。今后的發(fā)展是可將專家系統(tǒng)、模擬模型、資源數(shù)據(jù)庫、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，形成適合不同水

9、資源狀況的水開發(fā)調(diào)配、農(nóng)田輸水和灌溉方式、農(nóng)田水分與養(yǎng)分管理的農(nóng)業(yè)高效用水決策支持系統(tǒng)。  參考文獻(xiàn) 1 劉昌明等著，中國(guó)21世紀(jì)水問題方略，北京：科學(xué)出版社，1998，7 2 李英能，華北地區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)初探，灌溉排水，1993（1） 3 孫頷等主編，中國(guó)農(nóng)業(yè)自然資源與區(qū)域發(fā)展，南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1998 4 施嘉煬著，水資源綜合利用，北京：中國(guó)水利水電出版社，1996，1 5 劉巽浩，水是中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)，人民日?qǐng)?bào)，1998 6 山侖，節(jié)水農(nóng)業(yè)的研究與實(shí)踐，共同走向科學(xué)（下）百名院士科技系列報(bào)告集，北京：新華出版社，1997 7 陳夢(mèng)熊，水資源的合理開發(fā)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)

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12、國(guó)農(nóng)業(yè)部編，中國(guó)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)資料（1997），北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1998 22 胡和平等，農(nóng)業(yè)水資源的高效利用與可持續(xù)發(fā)展，中國(guó)農(nóng)村水利水電，1999（1） 23賈大林，21世紀(jì)中國(guó)糧食安全和對(duì)水的需求與對(duì)策，中國(guó)農(nóng)村水利水電，1999（3） 24 劉昌明等，節(jié)水農(nóng)業(yè)內(nèi)涵商榷，見：石元春等主編，節(jié)水農(nóng)業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)研究進(jìn)展，北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1995，12 25 孫崇基，節(jié)水是解決北方缺水的當(dāng)務(wù)之急，光明日?qǐng)?bào)，1998，1，9，第五版 26 李佩成，論發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)，干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1993（2） 27 鐘志明，河北景縣節(jié)水農(nóng)業(yè)潛力與綜合技術(shù)模式研究，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位，1999 28 馮

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