月环计划是指在围绕月球6800英里（约合1.1万公里）长的赤道建一条太阳能发电带，然后将电能转化为微波束和激光束发送回地球，最终再由地面发电站将微波束和激光束重新转换为电能。清水公司将这一计划称为“月环”(Luna Ring)，认为通过这种方式发的电可以满足全世界的用电需要。

提出计划

产生背景

计划设想

计划优势

发电问题(月球发电优势明显 如何在月球上发电 月球发电规模惊人)

提出计划

月环计划是日本建筑集团——清水建设株式会社针对未来的系列建造计划之一。根据“月环”计划，永久性阳光收集器将部署到月球赤道周围，形象地说，就好像为月球戴上一条腰带。

日本建筑公司清水公司已提出了一个雄心勃勃的利用太阳能的计划，而这一计划对太阳能的利用规模几乎超过以前提出的任何计划。

产生背景

地球上的化石燃料储备正迅速走向枯竭，很明显，未来城市需要依靠更清洁的可再生能源。根据“月环”计划，永久性阳光收集器将部署到月球赤道周围，形象地说，就好像为月球戴上一条腰带。

月环的绝大多数太阳能电池将始终朝向太阳进而获取大量太阳能，随后通过微波能传输天线将能量传回地球。月环建造工作主要靠地球上的操作人员远程操控机器人完成，与此同时，一批宇航员也要在现场充当“监工”，监督机器人的工作。

在2011年3月发生的大地震和海啸引发福岛核电站危机之后，日本寻找可替代能源的需求变得更为紧迫。落成之后，“月环”计划将成为历史上建造的规模最大的公共基础设施，但何时上马，清水公司并未透露。公司网站称：“从利用有限资源到无限清洁能源的转变是人类的终极梦想。我们的月球太阳能传输计划‘月环’能够借助先进的空间技术将这一梦想变成现实。太阳能是取之不尽的无污染能源，这种终极绿色能源能够给大自然和我们的生活带来繁荣。为了人类和地球能够永远共存，清水提出了‘月环’计划。”

计划设想

该计划涉及围绕月球6800英里（约合1.1万公里）长的赤道建一条太阳能发电带，然后将电能转化为微波束和激光束发送回地球，最终再由地面发电站将微波束和激光束重新转换为电能。清水公司将这一计划称为“月环”(Luna Ring)，认为通过这种方式发的电可以满足全世界的用电需要。

按照清水公司的设想，机器人将在建设“月环”太阳能发电带的过程中发挥举足轻重的作用。通过地球上每天24小时的遥控操作，机器人将实施各种各样的工作，比如平整场地，组装机器和设备。在机器和设备被运抵月球以前，机器人将在太空中完成对它们的组装。一个由宇航员组成的小组将在现场为机器人提供帮助。

由于太阳能电池板和“月环”工程所需要的其他物资数量庞大，清水公司提议应最大程度上利用月球上的资源。该公司计划通过从地球运输氢来生成水，以减少对月球土壤的利用。月球资源还可以被用于制造胶凝材料和水泥，而建设项目所需的砖、玻璃纤维和其他建筑材料则可通过太阳能热处理来生产。

按照清水公司的规划，“月环”太阳能发电带最初宽度只有数公里，但会逐渐扩展至400公里。太阳能电池板生成的电力将由电缆输送至月球近侧的传输设施。月球近侧始终面对着地球。在电被转化为微波束和激光束以后，数条直径达20公里的天线将它们传回地球的接收站。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。

计划优势

“月环”项目不会因恶劣天气“罢工”，能够满足全世界的能源需求。

接着，这些能量被重新转化为电能，输送至输电网，或是转换为氢用作燃料或储存起来。清水公司指出，月环项目最大的优势之一是，月球事实上没有大气，那么就不会出现坏天气或云团，进而可以令太阳能电池板的效率最大化。如此一来，太阳能发电带就能一周7天、一天24小时不间断生成清洁能源，从而结束人类对地球上有限的自然资源的依赖。

发电问题

月球发电优势明显

我们都知道，太阳能是一种取之不尽的、安全无污染的清洁能源。因此，近几十年来科学家想出各种办法来利用太阳能。最近提出“月环”太阳能计划的是日本清水建筑株式会社的一家研究机构，他们打算在月球赤道地区部署大量太阳能电池板，将收集到的太阳能传回地球接收站，以供地球所需。

既然地球上也能进行太阳能发电，为何要不远几十万公里到月球上去发电呢？这是因为月球发电的优势明显。首先，月球的大气层十分稀薄，与地球相比简直稀薄到可以忽略不计的程度，因此月球上不会有云层和雾气出现，当然也不会有阴天出现，可以保障太阳能电站长年累月地发电。假如你身处月球，在白天看到的太阳要比地球明亮得多，光芒万丈的太阳似乎喷吐着灼人的火焰，因此在月球上进行太阳能发电的效率也远比地球要高得多。

由于月球基本上没有大气，也就不会有风沙天气出现，而风沙是在地球上需要解决的重要问题。在地球的赤道地区进行太阳能发电，大多会选在荒无人烟的沙漠地区。然而，沙漠地区风沙大是出了名的，风沙不但会侵蚀太阳能电池板，而且会覆盖在太阳能电池板上，影响太阳能的吸收，因此需要人工经常性地清理沙尘。而在月球上，基本上不需要花费人工清理沙尘。

另外，由于月球是个无人区，不存在拆迁房屋或占用耕地的问题。月球上也没有江河湖泊对陆地的隔离，铺设起来将比在地球赤道容易得多。不过，月球赤道上有许多环形山，铺设太阳能电池板需要绕过环形山的大坑。因为坑里不但铺设难度大，而且会出现太阳照射不到的阴影区域。

如何在月球上发电

要在月球赤道上铺设“太阳能腰带”发电，所面临的最主要的问题是成本巨大，可能需要多个国家合作才能完成。根据研究人员的设想，需要先发射一些太空机器人到月球上平整场地。既然月球大气稀薄到不可能产生风，月球表面理应比较平整，事实上并非如此。月球上也覆盖着厚厚的粉尘和碎石，它们主要是小行星撞击月球产生的。还有一个重要的原因是太阳的力量，月球上大气稀薄导致白天月表温度高达100多摄氏度，夜晚则低至零下100多摄氏度，昼夜温差高达300摄氏度，导致月球岩石因温差而碎裂。

在月球上发电还要从技术上解决过热和过冷的问题。地球自转一圈需要一天，而月球自转一圈需要28天，也就是说无论是月球的哪一面，白天和黑夜都是14天，长时间的高温和长时间的低温对太阳能电池板的材料要求很高，需要电池板有抗高温和低温的本领。而且，由于太阳能电池板的吸光本领要比岩石强得多，14天不间断地强光照射可能会导致太阳能电池温度攀升到被损坏甚至熔化的程度，这就需要较强的冷却设施。好在月球岩石的导热性差，可以通过冷却液流过月表以下的低温岩石来冷却电池板，还可以由此进行温差发电，把劣势转化为优势。

月球发电还需解决的是能量传输问题，月球远离地球38万公里，靠电线输电是不现实的，只能采用无线输电的方式，常见的是微波输电或激光输电。首先要在月球建立天线直径达几十公里的能量发射站，接着在地球上建立若干个大功率的能量接收站。由于月球的自转和公转速度几乎一样，导致月球始终以一面对着地球。在月球的背面进行太阳能发电，不能把电能直接发射到地球，需要用电线把电能从月球背面传输到正面。这也是一个浩大的工程。

为了对太阳能电池板、输电线路和输电站进行维修，研究人员还设想在月球表面建设一条长达1万公里的环球铁路。在如此巨大的工程建设中，如果所有的物资都从地球运送上去，在百年之内可能都算是一项不可能完成的任务。因此，研究人员设想利用月球上的土壤中获取该计划所需的水、单晶硅、铁、混凝土、氧和陶瓷。

月球发电规模惊人

如同地球赤道一样，月球赤道所在的区域是月球上是最热的地区，也是太阳光最强的地区。按照研究人员的设想，可围绕月球赤道铺设一圈太阳能电池板，就如同为月球佩戴上一个太阳能腰带。所有太阳能板加起来的宽度将达400公里，长度和月球赤道一样，将达1万多公里。这么庞大的太阳能发电厂产生的电能也是十分惊人的，每年可发电13万亿度，可占到全球用电总量的30%以上。

现在有关“月环”工程的具体时间表还没有宣布，但是一旦开始实施，它将是人类有史以来建造的规模最大的公共工程。虽然不少人质疑日本研究人员这项雄心勃勃的太阳能开发计划的可行性，但是清水建筑株式会社对这个计划充满信心，他们在公司的网站上写道：“凭借创新性的设计，加上先进的太空技术，我们将让人类向着这一梦想迈出一大步。”对于人类来说，即使这个工程具有可行性而且开工实施，它也将是耗时漫长、耗资巨大的工程。不过，真的这个工程一旦成功，人类将受益无穷。