建造宇宙太阳能发电站

1、建造宇宙太阳能发电站    所谓宇宙太阳能发电站是指在宇宙空间进行大规模的太阳能发电，然后通过无线电波将电力输送到地面。此系统如果建成，人类将会获得取之不尽的绿色能源。 1990年，日本政府在休斯顿举行的各国政府首脑会议上提出了“地球新生计划”，该计划列出了今后100年可使地球环境新生的战略技术，这就是核聚变和宇宙太阳能发电。所谓太阳能发电就是利用半导体将光能直接转换成电能的发电方法，利用当前的技术可将10的光能转换成电能。为使发电过程不排放对人体有害的氮氧化物等气体、放射性废弃物及造成地球变暖的二氧化碳，人们期待着开发绿色发电技术。依靠太阳光发电不仅能

2、满足人类活动所需的大部分能源，而且能对地球环境问题的解决做出重大贡献。但是，在地面上每平方米仅能获得约1千瓦的电力，而且太阳能的利用还要受天气因素的影响。为了弥补这一不足，有人曾提出在日照充足的沙漠地带建造大规模太阳光发电站的设想，但在地面上夜间不能发电。利用阳光发电的最好方法是不断地用太阳能在宇宙空间发电。1968年，美国人格雷齐尔提出了建造宇宙太阳能发电卫星的设想。他提出将卫星发射到静止轨道，然后利用微波将太阳电池获得的电力送到地面，这样人类便可获得无限的绿色能源。静止轨道就是位于赤道上空36000公里的圆形轨道。静止轨道上的卫星与地球的自转周期是一致的，即每日自转1周，所以从地面上看卫星

3、总是处在同一位置上。而且静止轨道上的太阳光强度为地面上的大约14倍。除日食期间外，可以不分昼夜、不分季节和不管天气好坏进行发电，因此，在宇宙空间太阳能的利用率约是地面上利用率的10倍。宇宙空间发电所得的电力用微波送往地面。送电用的微波是光波(即电磁波)的一种，属于卫星广播、微波炉、移动电话使用的波长范围。    满足美国的总电力需求 经历了70年代的石油危机后，美国能源部与美国航空航天局合作，自1976年开始实施宇宙太阳能发电的研究，其研究内容有，假定21世纪之初美国所需的3亿千瓦电力全部由宇宙太阳能发电提供的话，会对环境、经济、社会等方面产生什么样的影

4、响，同时还要将宇宙太阳能与火力、核能、核聚变等其他发电方法进行比较。当时研究的发电卫星叫做“参考系统”，一颗卫星就是一个5公里×10公里的庞然大物，如果把它发射到静止轨道上，可发电500万千瓦。按每颗卫星总重量50000吨计算，每年发射2颗，在30年内计划总计要发射60颗卫星。研究人员经过对用微波送电对地球环境的影响、能效等多方面考察，最终得出了应推进阳光发电卫星研究这一结论。但由于难以预测的巨大建造成本等问题，这项研究于1980年终止。这一结果，使得世界各国对宇宙太阳发电的兴趣急剧降温。但是，随着近年来地球环境问题的日益严重，对宇宙太阳发电的认识又有所改变，自80年代后期开始重新掀

5、起了宇宙太阳发电热。在日本，1987年由国家公立大学和研究所的研究人员组成了文部省宇宙科学研究所“太阳发电卫星研究小组”。日本政府又于1990年成立了“SPS2000”宇宙太阳发电系统实用化研究小组，该小组的研究一直持续至今。1997年又成立了既有理学、工学，又有法学和经济学方面人士参加的“太阳发电卫星研究会”。目前该研究会的事务局设在东京大学，正在从事研究信息的交换及对外信息的提供。1998年日本科技厅成立了宇宙太阳发电研究委员会，专门研究其安全性及经济性问题。最近美国航天局重新开始了对宇宙太阳发电的研究，虽然对其成本问题尚未进行研究，但1998年后将会大幅增加研究经费，而且研究的进度将会加

6、快。 日本的SPS2000计划 所谓SPS2000是指最迟到2000年在围绕地球的轨道上组建输出10000千瓦的太阳能发电卫星，首先把发射轨道定在赤道上空1100公里处，供电范围定在赤道附近的一些国家。该计划规定5、未来农业高效用水技术展望   5.1 生物技术用于农业节水 抗旱节水高产作物品种在农业高效用水中十分重要。但目前常规育种技术很难满足农业节水需求，未来生物技术在作物种类和品种改良中将发挥重要作用。即可利用生物技术在破译抗旱/抗逆基因组成和结构基础上，进行编码合成和培养多抗基因作物，使抗旱、耐瘠薄、抗病虫害、优质、丰产等形状达到相对统一。同时通过基因工程研究微生物农药、生物

7、化肥等技术，以与先进的节水灌溉技术相配套，更好的实现节水增产优质的目的。   5.2 农业管理措施一体化技术 在工程节水技术的基础上发展综合一体化农业管理节水技术，发挥各项农业节水技术的综合优势，达到节水、高产、高效的目的，并成为当前国际上研究的热点。未来的田间农业管理，如灌溉、施肥、农药、除草剂等同时在智能系统控制和引导下，依据农田作物的水分、养分、病虫害等信息，以便使智能控制系统可定时、定量、定点使用水肥药等。   5.3高效用水的精细灌溉技术 3S（RS、GIS、GPS）与信息高速公路相结合，使得农田抗旱和灌溉精细化成为可能。如作物估产、土壤含水率分布监测等。目前应重

8、点开展各种精细地面灌溉技术要素优化组合软件开发，环境胁迫下遥感机理和遥感标志研究，遥感和GIS的集成对作物胁迫作用的诊断理论等。   5.4 农业高效用水智能决策系统 在发达国家，信息技术已成为提高农业生产的最有效手段，世界各国学者相继开发了有关节水灌溉方面的专家系统，如滴灌系统中过滤设备选择专家系统，灌溉水质与作物产量间关系的决策支持系统，渗灌技术要素与氮素间关系的决策系统等。国内在农业高效用水专家系统方面也进行了一些尝试，但针对灌溉中某一具体技术开发距较复杂的农业生产有一定差距。今后的发展是可将专家系统、模拟模型、资源数据库、控制技术、计算机网络等技术有机结合起来，形成适合不同水

9、资源状况的水开发调配、农田输水和灌溉方式、农田水分与养分管理的农业高效用水决策支持系统。  参考文献 1 刘昌明等著，中国21世纪水问题方略，北京：科学出版社，1998，7 2 李英能，华北地区节水农业标准初探，灌溉排水，1993（1） 3 孙颔等主编，中国农业自然资源与区域发展，南京：江苏科学技术出版社，1998 4 施嘉炀著，水资源综合利用，北京：中国水利水电出版社，1996，1 5 刘巽浩，水是中国可持续发展的战略重点，人民日报，1998 6 山仑，节水农业的研究与实践，共同走向科学（下）百名院士科技系列报告集，北京：新华出版社，1997 7 陈梦熊，水资源的合理开发与社会经济

10、可持续发展，共同走向科学（中）百名院士科技系列报告集，北京：新华出版社，1997 8 上官周平，邵明安，21世纪农业高效用水技术展望，农业工程学报，1999（1） 9 张珍，应十分珍惜水资源，气象知识，1997（4） 10 吴景社，李英能，我国21世纪农业用水管理与节水农业，农业工程学报，1998（3） 11 读卖新闻（日本），中国面临严重的水资源不足问题，参考消息，1998，11，3，第14版 12 刘春蓁，气候变化对我国水文水资源的可能影响，见：丁一汇主编，中国的气候变化与气候影响研究，北京：气象出版社，1997，6 13 张岳，中国水资源与可持续发展，中国农村水利水电，1998（5） 1

11、4 郭汉生等主编，水资源知识问答，河南：黄河水利出版社，1997，3 15 贾大林，农业高效用水及农艺节水技术，节水灌溉，1999（4） 16 黄修桥，节水灌溉与农业可持续发展，中国农村水利水电，1998（11） 17 中华人民共和国农业部编，中国农业统计资料（1993），北京：中国农业出版社，1994 18 中华人民共和国农业部编，中国农业统计资料（1994），北京：中国农业出版社，1995 19 中华人民共和国农业部编，中国农业统计资料（1995），北京：中国农业出版社，1996 20 中华人民共和国农业部编，中国农业统计资料（1996），北京：中国农业出版社，1997 21 中华人民共和

12、国农业部编，中国农业统计资料（1997），北京：中国农业出版社，1998 22 胡和平等，农业水资源的高效利用与可持续发展，中国农村水利水电，1999（1） 23贾大林，21世纪中国粮食安全和对水的需求与对策，中国农村水利水电，1999（3） 24 刘昌明等，节水农业内涵商榷，见：石元春等主编，节水农业应用基础研究进展，北京：中国农业出版社，1995，12 25 孙崇基，节水是解决北方缺水的当务之急，光明日报，1998，1，9，第五版 26 李佩成，论发展节水型农业，干旱地区农业研究，1993（2） 27 钟志明，河北景县节水农业潜力与综合技术模式研究，中国农业大学硕士学位，1999 28 冯

13、广志，我国节水灌溉发展的总体思路，中国农村水利水电，1998（11） 29 黄修桥等，节水灌溉的三个体系，节水灌溉，1999（1） 30 高占义，灌溉水管理的发展趋势，中国农村水利水电，1998（11） 31 徐国东等，节水农业中存在的问题及解决办法，中国农村水利水电，1999（11） 32 张春圆，在水利部节水灌溉工作会议上的讲话摘要，中国农村水利水电，1999（9） 33 相保成，发展节水灌溉应注意的几个问题，中国农村水利水电，1998（7） 34 赵竞成，关于节水灌溉的再认识兼论广义的节水灌溉，中国农村水利水电，1999（7） 35 陈雷，节水灌溉是一项革命性的措施，节水灌溉，1999（1） 36 朱树人，我国节水灌溉的发展前瞻，中国农村水利水电，1999（7） 37 庞炳东，浅谈黄河下游断流，气象知识，1998（2