Jaké technologie se používají v kosmické energii
- Bezdrátový přenos energie
Bezdrátový
Energii lze přenášet pomocí laseruzáření nebo mikrovln na různých frekvencích v závislosti na konstrukci systému. Jaká rozhodnutí byla učiněna, aby se zajistilo, že přenos záření bude neionizující, aby se předešlo možnému narušení ekologie nebo biologického systému oblasti produkující energii?
Je nastaven horní limit pro frekvenci vyzařovánítakže energie na foton nezpůsobuje ionizaci organismů při jejich průchodu. Ionizace biologických materiálů začíná pouze ultrafialovým zářením a ve výsledku se projevuje na vyšších frekvencích, takže bude k dispozici velké množství rádiových frekvencí pro přenos energie.
- Lasery
Výzkumníci NASA pracovali v 80. letech sschopnost používat lasery k vyzařování energie mezi dvěma body v prostoru. V budoucnu se tato technologie stane alternativním způsobem přenosu energie ve vesmírné energii.
V roce 1991 začal projekt SELENE, který zahrnoval vytvoření laserů pro vesmírnou energii, včetně emise laserové energie na měsíční základny.
V roce 1988 Grant Logan navrhl použití laseruumístěných na Zemi k napájení vesmírných stanic, údajně by to mohlo být provedeno v roce 1989. Bylo navrženo použít diamantové solární články o teplotě 300 °C k přeměně ultrafialového laserového světla.
Na tomto projektu pokračoval projekt SELENEkoncept, dokud nebyl formálně uzavřen v roce 1993 po dvou letech výzkumu a testování technologie na velké vzdálenosti. Důvod ukončení: vysoké náklady na provádění.
- Přeměna sluneční energie na elektřinu
Ve vesmírné energetice, ve stávajících stanicích a při vývoji vesmírných elektráren je jedinou cestou k efektivnímu získávání energie využití fotovoltaických článků.
Fotočlánek je elektronické zařízení, které přeměňuje energii fotonů na elektrickou energii. První fotočlánek založený na vnějším fotoelektrickém jevu vytvořil Alexander Stoletov na konci 19. století.
Z energetického hlediska jsou k tomu nejúčinnějšími zařízeními polovodičové fotovoltaické měniče (PVC), protože se jedná o přímý jednostupňový přechod energie.
Účinnost fotočlánků vyráběných v průmyslovém měřítku je v průměru 16 %, u nejlepších vzorků až 25 %. V laboratorních podmínkách již bylo dosaženo účinnosti 43 %.
- Příjem energie z mikrovlnných vln vyzařovaných satelitem
Důležité je také zdůraznit způsoby získáníenergie. Jedním z nich je získávání energie pomocí rectennas. Rectenna je zařízení, které je nelineární anténou určenou k přeměně energie pole vlny dopadající na ni na energii stejnosměrného proudu.
Nejjednodušší konstrukční možností může být půlvlnný vibrátor, mezi jehož rameny je instalováno zařízení s jednosměrnou vodivostí (například dioda).
V této verzi designu je anténa kombinovánas detektorem, na jehož výstupu se v přítomnosti dopadající vlny objeví EMF. Pro zvýšení zisku lze taková zařízení kombinovat do víceprvkových polí.
Klady a zápory vesmírné energie
Kosmická sluneční energie je energie, kterápřijaté mimo zemskou atmosféru. Bez znečištění plynem v atmosféře nebo v oblacích dopadá přibližně 35 % energie, která se dostala do atmosféry, na Zemi.
Navíc výběrem správné orbitální trajektoriemůžete získat energii asi 96% času. Fotovoltaické panely na geostacionární oběžné dráze Země ve výšce 36 tisíc km tak dostanou v průměru osmkrát více světla než panely na povrchu Země a ještě více, když je sonda blíže Slunci než k Zemi. povrch Země
Další výhodou je skutečnost, že kvůli nedostatku atmosféry není problém s hmotností nebo korozí kovů ve vesmíru.
Na druhou stranu hlavní nevýhodou je prostorenergie je vysoká cena. Druhým problémem vytváření IPS jsou velké energetické ztráty při přenosu. Při přenosu energie na zemský povrch se ztratí minimálně 40-50%.
Hlavní technologické problémy vesmírné energie
Podle americké studie z roku 2008 existuje pět hlavních technologických výzev, které musí věda překonat, aby byla vesmírná energie snadno dostupná:
- Fotovoltaické a elektronické součásti musí pracovat s vysokou účinností při vysokých teplotách.
- Bezdrátový přenos energie musí být přesný a bezpečný.
- Výroba vesmírných elektráren musí být levná.
- Udržování stálé polohy výše uvedené stanicepřijímač energie: tlak slunečního záření odtlačí stanici z požadované polohy a tlak elektromagnetického záření směrovaného na Zemi odtlačí stanici od Země.
Kdo bude získávat energii z vesmíru
- Čína
Čína se chce stát první zemí, která rozmístí solární elektrárnu na nízkou oběžnou dráhu Země. Zařízení se plánuje použít ke sběru a přenosu nashromážděné energie na Zemi.
Umístění konstrukce je plánováno nageostacionární oběžné dráze, ve výšce 35 786 kilometrů, kde může neustále setrvávat nad vybraným bodem na Zemi, řekl Long Lehao, hlavní konstruktér čínských raket série Long March-9.
Projekt počítá s výstavbou na oběžné drázevelké solární panely. Výhodou elektrárny bude možnost téměř stálého příjmu sluneční energie bez ohledu na povětrnostní podmínky. Plánuje se přenášet energii na Zemi pomocí laserů nebo mikrovln.
Energie slunečních paprsků bude přeměněna na elektrický proud a poté přenesena na Zemi pomocí mikrovln nebo laserového záření.
Do roku 2030 se plánuje vyslat na oběžnou dráhu plnohodnotná elektrárna třídy megawattů. Čínští vědci chtějí do roku 2050 postavit na oběžné dráze komerční stanici třídy gigawatt.
- Japonsko
Informace o Japonsku s největší pravděpodobností ztratily na aktuálnosti. Země však v roce 2009 oznámila, že zahajuje výstavbu vesmírné elektrárny.
Účast na projektu za 21 miliard dolarůnasmlouvané společnostmi Mitsubishi Electric a IHI. V průběhu čtyř let měli vyvinout a zkonstruovat specifická zařízení pro dopravu panelů na stacionární oběžnou dráhu 36 tisíc km, montáž panelů a přenos elektřiny na Zemi s minimálními ztrátami. Pravděpodobně se však z nějakého důvodu rozhodli projekt nerealizovat.
- Rusko
Hlavní vědeckou institucí Roskosmosu je TsNIIMashpřevzal iniciativu k vytvoření ruských vesmírných solárních elektráren (KSPS) s kapacitou 1-10 GW s bezdrátovým přenosem elektřiny k pozemním spotřebitelům.
TsNIIMash upozorňuje na skutečnost, že američtí a japonští vývojáři se vydali cestou využívání mikrovlnného záření, které se dnes zdá být mnohem méně účinné než laserové záření.
Projekt FSUE NPO im.Lavočkin plánuje použití solárních panelů a vyzařovacích antén na systému autonomních satelitů, ovládaných pilotním signálem ze Země. Pro anténu použijte krátkovlnný mikrovlnný dosah až do milimetrových rádiových vln. To umožní vytvářet v prostoru úzké paprsky s minimální velikostí generátorů a zesilovačů. Malé generátory také způsobí, že přijímací antény budou řádově menší.
Přečtěte si více:
V lidském mozku je zaznamenán neznámý typ signálu
Neobvyklý písek nalezený na Kurilských ostrovech, ze kterého japonští samurajové vyráběli meče
Největší kometa v historii je vidět ve sluneční soustavě: je to téměř planeta