光能替代电能成为主要能源

李宇轩

上海交通大学机械与动力工程学院

本科生

1　概要描述

人类社会随着能源的发展先后经过了“蒸汽时代”“电气时代”，如今的“信息时代”也是建立在以电能为主要能源的基础上的。从历史发展的眼光来看，电能绝不会是最后的主要能源，随着科技的进步，必然会有新的能源被发掘和应用。在现在已被发现的能源中，我认为光能最有这种潜力。把光能作为主要能源，不同于现有的光能发电，实际上是消除了中间途径而使光能直接转化为动能、热能或其他形式的能。届时纵横交错的电缆将被光缆所取代，光纤的作用也不再只是传输信息，而是能真正意义上的传输能量。

这一设想最主要的困难在于尚无充足的理论支持。电能的应用有电磁感应、安培力和洛伦兹力等众多理论的支撑，但迄今为止除了光电效应外还没有足够的理论研究光能与其他形式的能的转化。所以实现难度非常大。

2　应用领域与前景

如果光能可以成为主要能源，目前的所有领域都会有翻天覆地的变化。电线将会变成光缆，计算机内部将采用光来传递和存储信息，电池将会变成储光器……只要有光，就有了能量。光能的最直接来源是太阳，如果真能做出可以储存光的设备，那只要有太阳，就相当于有了源源不断的能源储备。

如果光能可以成为主要能源，将会带来以下但不仅限以下的好处：

（1）传输损耗大大降低。电能的传输由于电线的电阻会转化为热能消耗，但光的传输则不会产生这个问题，这将大大提高能源的利用率。现在为了减少远距离输电造成的损耗建造了许多设备，当光能成为主要能源时就不再需要这些投入了，可以省下一大笔钱。

（2）存储信息量大大提高。基于电设计的仪器内部只有0和1两个状态，但光按波长来分，它可以存储的信息量是不可想象的。

（3）解决能源危机。太阳是最直接最方便的采集光能的源头，理论上说，只要太阳在，光能就不会枯竭。石油危机及由此引发的政治动荡、战争等混乱将从根本上得到遏制。

（4）减少环境污染。光能作为一种清洁能源，绿色无污染，不会像煤、石油、天然气等化石能源那样燃烧产生温室气体和各种有毒有害粉尘，对环境的破坏将会大大减少。