Четыре условия для создания эффективной системы солнечной энергетики в Космосе

Written by adminСтатьи по энергетикеАвг 29, 2011

Космическая солнечная энергетика представляет собой получение энергии за пределами атмосферы планеты Земля. Интересный факт: даже при идеальных условиях атмосферы (отсутствии загазованности и облаков) на Землю попадает лишь около трети солнечной энергии, входящей в атмосферу. Также следует учитывать, что солнечное время суток обычно составляет менее 12-ти часов. А правильно выбрав траекторию орбиты спутника, можно достичь показателя времени его освещенности в 96 % суточного.

Следуя из этого, легко подсчитать, что используя фотоэлектрические панели, расположенные на геостационарной орбите, которая для Земли равна высоте в 36000 км, спутники будут получать примерно в восемь раз больше энергии, чем можно получать через аналогичные панели, расположенные на поверхности планеты. Этот показатель может быть и увеличен – за счет более близкого расположения спутника относительно Солнца. Также космические объекты избавлены от чисто «земных» проблем – среди них ограничения по весу и коррозия металлов.

Но и космическая энергетика имеет недостатки. Главный из них – высокая стоимость на сегодняшний день. Второй по значимости недостаток – проблема передачи энергии. Во время транспортировки энергии на поверхность планеты потери составляют примерно половину от общего количества передаваемой энергии.

Американские исследователи в 2008-м году опубликовали статью, в которой подробно рассмотрены четыре главные технологические проблемы, которые необходимо преодолеть, прежде чем развивать направление космическая энергетики:

• Электронные и фотоэлектрические компоненты должны иметь высокую эффективность, а также нормально работать при высоких температурах.
• Передача энергии без проводов должна стать безопасной и точной.
• Необходимо снизить себестоимость космических электростанций.
• Ракеты-носители должны быть недорогими.

При выполнении этих условий можно говорить о различных экономических выгодах от «космической» солнечной энергетики. Спутники ОЭС, кроме поставки электроэнергии на Землю, могут выполнять дополнительные функции: питать космические станции и телескопы. Развитие этой отрасли поможет сделать безопасный альтернативный двигатель для кораблей межпланетного назначения. Еще одним сектором применения ОЭС может стать космический туризм.

Космическая энергетика и её перспективы

Written by adminСтатьи по энергетикеАвг 29, 2011

Космическая энергетика подразумевает использование солнечной энергии для выработки электроэнергии. Её отличие от ставшей уже привычной гелиоэнергетики – расположение энергетических станций. Они должны находится на земной орбите или Луне.

Технология

Спутник, ориентированный на сбор энергии, состоит из нескольких основных частей:

- конструкция сбора энергии Солнца может быть представлена стандартными солнечными батареями или тепловым двигателем Стирлинга.

- средства транспортировки электроэнергии на Землю. Есть два варианта – лазер или СВЧ.

- На земле приемным пунктом электроэнергии могут быть ректенны.

Находиться космический аппарат должен на ГСО. Тогда не будет необходимости противодействовать силе тяжести. Нет нужды защищаться от ветра и погоды в космосе, но при этом солнечные бури, как и микрометеориты, составляют дополнительный риск.

Идеи о подобном способе получения электроэнергии появились в 1970-х. С тех пор все технические узлы аппарата стали дешевле и производительнее, а на орбиту грузы доставлять стало легче и дешевле. Поэтому в 2007-м году NASA опубликовало доклад, в котором рассказало о достоинствах и недостатках практического воплощения данного проекта.

Преимущества космической энергетики:

- Энергоэффективность высока, поскольку отсутствует атмосфера, и нет негативного влияния времен года и погоды.

- На ГСО (геостационарной орбите) спутники могут быть освещены Солнцем круглосуточно.

Однако транспортировка достаточно большого количества сделанных на Земле солнечных батарей невозможна на данный момент. Наиболее оптимален путь создания солнечных элементов на Луне. Лунный грунт подходит в качестве исходного материала для производства солнечных батарей. Энергию ученые в настоящий момент планируют передавать с пояса спутников радиоволнами, для чего необходимы 20-тикилометровые антенны. Приемные пункты на земле – ректенны.

Второй способ добычи энергии в космосе – это использование в качестве канала передачи светового луч лазера, а приемным пунктом в этом случае будет свето-уловитель на Земле.

Среди недостатков космического способа добычи энергии можно выделить такие, как:

- Огромная стоимость проекта.

- Отсутствие экспериментальных установок.

http://futurin.ru/blog/news/111.html