無線傳輸綠色“太空電”

史峰

電器化時(shí)代，我們時(shí)時(shí)刻刻離不開電，照明、通訊、洗衣、做飯、取暖、納涼……生活及生產(chǎn)對(duì)電的需求沒有最多，只有更多。科學(xué)家們也在發(fā)電的征途上“上下求索”著……

為了滿足生產(chǎn)、生活對(duì)電量的需求，人們大力興建火力發(fā)電站。火力發(fā)電站主要以燃燒煤、石油、天然氣生產(chǎn)電能。利用這種方式發(fā)電，電是有了，可滾滾濃煙卻污染了空氣。環(huán)境皺著眉頭說：“別再建火力發(fā)電站了，否則空氣要臟透了。”

鑒于火力發(fā)電站污染環(huán)境，以及燃料煤、石油、天然氣都是不可再生資源，人們不再興建火電站，改為新建水力發(fā)電站。大江大河被攔腰截?cái)啵髩温柫ⅲ钏珊？墒牵娬緦?duì)環(huán)境的危害也不可小覷：江河魚類產(chǎn)卵洄游受阻，有些魚類直接面臨滅絕的危險(xiǎn)。水電站還會(huì)帶來滑坡、泥石流、山崩、地陷等自然災(zāi)害。環(huán)境無奈地嘆了口氣，說：“筑壩截流，是斷‘水脈’、毀自然的災(zāi)害之舉，還是讓江河自由流淌吧！”

風(fēng)能作為一種清潔、永不枯竭的可再生能源，越來越受到世界各國(guó)的重視。可風(fēng)力發(fā)電需要占用大片土地，且不穩(wěn)定、不可控，噪音污染大，影響鳥類。

火電站、水電站都是環(huán)境的“敵人”，世界各國(guó)為了保護(hù)環(huán)境，開始建核電站。本想核電站能給人類帶來“綠色電”，誰料大地震把日本的核電站震壞了，對(duì)環(huán)境的危害有過之而無不及。環(huán)境痛心地說：“核電站也不安全，會(huì)毀家園呀。”

難道就沒有真正綠色的發(fā)電方式嗎？眉頭緊鎖的科學(xué)家們仰望天空，太陽微笑著說：“我這兒有綠色電，來取吧……”

受太陽的啟示，科學(xué)家發(fā)明了太陽能電池板。太陽能電池板通過吸收太陽光，將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成電能。利用太陽能發(fā)電，既不污染環(huán)境，也不危害生物，而且太陽能取之不盡，用之不竭。

太陽能發(fā)電綠色環(huán)保，可也有讓人不滿意的地方。比如，天黑和陰天時(shí)，太陽就不見了蹤影。冬天，太陽雖然竭盡全力放射光芒，可與其他季節(jié)比起來，能量、熱度還是有一定的差距。這些問題都暴露出太陽能發(fā)電一個(gè)弱點(diǎn)，那就是不穩(wěn)定。

如果把光伏電板送到太空中，組建一個(gè)太空發(fā)電站，陽光不就能時(shí)時(shí)有，電源不就穩(wěn)定了嗎？

沒錯(cuò)，你能想到的，科學(xué)家們自然也想得到。用太陽能電池板在太空組建發(fā)電站的技術(shù)也已經(jīng)成熟，國(guó)際太空站的電能就源于一個(gè)小型的太空太陽能發(fā)電站。可問題是，太空發(fā)電站發(fā)出的電能如何輸送到地球上供我們使用呢？架高壓電線輸電肯定是不行的。

太空發(fā)電容易輸送難，面對(duì)這一難題，科學(xué)家們絞盡腦汁：太空發(fā)電站的電能無法用架線的方法輸送，那能不能用“無線”的方法輸送呢？

當(dāng)然能呀！2001年5月，一位叫皮尼奧萊的科學(xué)家在大峽谷一側(cè)，把電能轉(zhuǎn)化成微波（一種電磁波）向大峽谷另一側(cè)的微波接收器發(fā)射。微波接收器順利接收到微波，并將其轉(zhuǎn)化為電能，而且這些電能成功點(diǎn)亮了1只燈泡。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明，電能是可以用“無線”的方式輸送的。

2015年3月8日，日本科學(xué)家將1.8千瓦電力（足夠用來啟動(dòng)電水壺）以無線方式，精準(zhǔn)地傳輸?shù)?5米距離外的一個(gè)接收裝置。3月12日，科學(xué)家又將10千瓦電力轉(zhuǎn)換成微波后輸送，其中的部分電能成功點(diǎn)亮了500米外接收裝置上的LED燈。

這次實(shí)驗(yàn)的成功使得無線輸電商業(yè)化成為可能，科學(xué)家們計(jì)劃在未來幾十年的時(shí)間內(nèi)，在距地面3.6萬千米的太空軌道上，建造一座面積達(dá)6平方千米的大型太空太陽能發(fā)電站，源源不斷地為地面上的城市供電。

這座發(fā)電站清潔、安全，不受惡劣天氣和晝夜的影響，也不會(huì)發(fā)生傳統(tǒng)核電站的核泄漏事故。不過，建造太空太陽能發(fā)電站還需要克服幾個(gè)重大問題。比如，如何把能量傳遞到地球上。目前的方法是用微波或者激光，日本科學(xué)家的方案是通過微波遠(yuǎn)程傳遞把能量接入地面。軌道電站的重量將達(dá)到1萬噸，當(dāng)前的運(yùn)載火箭還難以擔(dān)起此“重任”。美國(guó)宇航局正在研制的超級(jí)火箭一次也僅能將120噸的載荷送入軌道。同時(shí)，太陽能電池板的安裝也是個(gè)問題，而且需要定期更換，這些都涉及龐大的資金。不過，相信這一夢(mèng)想終將會(huì)實(shí)現(xiàn)！