Koje se tehnologije koriste u svemirskoj energiji
- Bežični prijenos energije
Bežičan
Energija se može prenositi laserskim svjetlom ili mikrovalnom pećnicom na različitim frekvencijama, ovisno oŠto je odlučeno kako bi se osiguralo da prijenos zračenja nije ionizirajući, kako bi se izbjegli mogući poremećaji u ekologiji ili biološkom sustavu regije proizvodnje energije?
Postavljena je gornja granica frekvencije emisijetako da energija po fotonu ne uzrokuje ionizaciju organizama pri prolasku kroz njih. Ionizacija bioloških materijala počinje tek ultraljubičastim zračenjem te se kao posljedica toga očituje na višim frekvencijama pa će veliki broj radio frekvencija biti dostupan za prijenos energije.
- Laseri
NASA-ini istraživači radili su 1980-ih s mogućnošću korištenja lasera za zračenje energije između dvije točke u svemiru.U budućnosti će ova tehnologija postati alternativna metoda prijenosa energije u svemirskoj energiji.
Godine 1991. pokrenut je projekt SELENE, koji je uključivao stvaranje lasera za svemirsku energiju, uključujući emisiju laserske energije u lunarne baze.
GrantLogan je 1988. predložio upotrebu lasera postavljenog na Zemlju za napajanje svemirskih stanica, što bi se vjerojatno moglo učiniti 1989. godine. Predloženo je korištenje dijamantnih solarnih ćelija na temperaturi od 300 °C za pretvaranje ultraljubičastog laserskog zračenja.
Projekt SELENE nastavio je raditi na tomekoncept sve dok nije službeno zatvoren 1993. godine nakon dvogodišnjeg istraživanja i dugogodišnjeg testiranja tehnologije. Razlog zatvaranja: visoki troškovi implementacije.
- Pretvaranje sunčeve energije u električnu
U svemirskoj energiji, u postojećim elektranama i u razvoju svemirskih elektrana, jedini način učinkovitog stvaranja energije je korištenje fotonaponskih ćelija.
Fotoćelija je elektronički uređaj koji pretvara energiju fotona u električnu energiju.Prvu fotoćeliju temeljenu na vanjskom fotoelektričnom učinku stvorio je Aleksandar Stoletov krajem 19. stoljeća.
Poluvodički fotonaponski pretvarači (PVP) energetski su najučinkovitiji uređaji za to jer su izravna, jednostupanjska energetska tranzicija.
Učinkovitost industrijski proizvedenih fotonaponskih ćelija u prosjeku iznosi 16%, a najbolji uzorci do 25%. U laboratoriju smo već postigliUčinkovitost je 43%.
- Primanje energije iz mikrovalnih valova koje emitira satelit
Također je važno naglasiti načine dobivanjaenergije. Jedan od njih je dobivanje energije pomoću rektena. Rectenna je uređaj koji je nelinearna antena dizajnirana za pretvaranje energije polja vala koji pada na nju u energiju istosmjerne struje.
Najjednostavnija opcija dizajna može biti poluvalni vibrator, između čijih je krakova ugrađen uređaj s jednosmjernom vodljivošću (na primjer, dioda).
U ovoj verziji dizajna, antena je kombiniranas detektorom, na čijem se izlazu, u prisutnosti upadnog vala, pojavljuje EMF. Kako bi se povećalo pojačanje, takvi se uređaji mogu kombinirati u nizove s više elemenata.
Prednosti i nedostaci svemirske energije
Kozmička sunčeva energija je energija kojaprimljene izvan Zemljine atmosfere. U nedostatku onečišćenja atmosfere plinom ili oblaka, otprilike 35% energije koja je ušla u atmosferu pada na Zemlju.
Osim toga, odabirom prave orbitalne putanje,možete dobiti energiju oko 96% vremena. Tako će fotonaponski paneli u geostacionarnoj orbiti Zemlje, na visini od 36 tisuća km, dobiti u prosjeku osam puta više svjetla od panela na površini Zemlje, a čak i više kada je letjelica bliža Suncu nego Suncu. površine Zemlje.
Dodatna prednost je činjenica da nema problema s težinom ili korozijom metala u svemiru zbog nedostatka atmosfere.
S druge strane, glavni nedostatak prostoraEnergija je skupa. Drugi problem stvaranja IPS-a su veliki gubici energije tijekom prijenosa. Prilikom prijenosa energije na Zemljinu površinu izgubit će se najmanje 40-50%.
Glavni tehnološki problemi svemirske energije
Prema američkom istraživanju iz 2008., postoji pet velikih tehnoloških izazova koje znanost mora prevladati kako bi svemirska energija bila lako dostupna:
- Fotonaponske i elektroničke komponente moraju raditi s visokom učinkovitošću na visokim temperaturama.
- Bežični prijenos energije mora biti točan i siguran.
- Svemirske elektrane moraju biti jeftine za proizvodnju.
- Održavanje stalnog položaja stanice iznadprijemnik energije: tlak sunčeve svjetlosti odgurnut će stanicu od željenog položaja, a tlak elektromagnetskog zračenja usmjeren prema Zemlji odgurnuti će stanicu od Zemlje.
Tko će vaditi energiju iz svemira
- Kina
Kina želi postati prva zemlja koja će postaviti solarnu elektranu u nisku Zemljinu orbitu. Objekt se planira koristiti za prikupljanje i prijenos prikupljene energije na Zemlju.
Objekt je planiran za smještaj nageostacionarnoj orbiti, na visini od 35.786 kilometara, gdje će moći stalno ostati iznad odabrane točke na Zemlji, rekao je Long Lehao, glavni dizajner kineskih raketa serije Long March-9.
Projekt predviđa izgradnju u orbitivelike solarne ploče. Prednost elektrane bit će mogućnost gotovo stalnog primanja sunčeve energije, bez obzira na vremenske uvjete. Planira se prijenos energije na Zemlju pomoću lasera ili mikrovalova.
Energija sunčevih zraka pretvorit će se u električnu struju, a zatim će se pomoću mikrovalova ili laserskog zračenja prenijeti na Zemlju.
Do 2030. planirano je puštanje u orbitu punopravne elektrane klase megavata. Kineski znanstvenici žele izgraditi komercijalnu stanicu klase gigavata u orbiti do 2050. godine.
- Japan
Informacije o Japanu najvjerojatnije su izgubile na važnosti. No, ta je zemlja 2009. objavila da kreće s gradnjom svemirske elektrane.
Za sudjelovanje u projektu vrijednom 21 milijardu dolaraugovorili Mitsubishi Electric i IHI corporations. Tijekom četiri godine trebali su razviti i konstruirati specifične uređaje za transport panela u stacionarnu orbitu od 36 tisuća km, sastavljanje ploča i prijenos električne energije na Zemlju uz minimalne gubitke. No, vjerojatno su iz nekog razloga odlučili ne realizirati projekt.
- Rusija
Glavna znanstvena ustanova Roscosmosa je TsNIIMashpoduzeo inicijativu za stvaranje ruskih svemirskih solarnih elektrana (KSPS) s kapacitetom od 1-10 GW s bežičnim prijenosom električne energije do zemaljskih potrošača.
TsNIIMash skreće pozornost na činjenicu da su američki i japanski programeri krenuli putem korištenja mikrovalnog zračenja, koje se danas čini mnogo manje učinkovitim od laserskog zračenja.
Projekt FSUE NPO im.Lavochkin pretpostavlja upotrebu solarnih panela i radijacijskih antena u sustavu autonomnih satelita, kojima upravlja pilot signal sa Zemlje. Za antenu upotrijebite kratkovalni mikrovalni raspon do milimetarskih radio valova. To će omogućiti formiranje uskih greda u prostoru s minimalnim veličinama generatora i pojačala. Mali generatori također će smanjiti prijemne antene za red veličine.
Čitaj više:
U ljudskom mozgu bilježi se nepoznata vrsta signala
Neobičan pijesak pronađen na Kurilskim otocima, od kojeg su japanski samuraji izrađivali mačeve
Najveći komet u povijesti viđen je u Sunčevom sustavu: to je gotovo planet