모든 국가에 청정 에너지를 공급하고 전 세계 어디로든 공급하면
전 세계 에너지 소비량의 1.11%에 불과2019년 태양광 에너지로부터 받았습니다. 태양은 엄청난 에너지 잠재력을 가지고 있으므로 연구자들은 태양의 잠재력을 최대한 활용할 수 있는 방법을 찾고 있습니다.
언뜻보기에 태양 에너지는 간단합니다.그리고 뻔한 선택. 화석 연료와 달리 생산 시 지구 온난화를 가속화하는 온실 가스를 배출하지 않습니다. 수자원과 영토에 대한 경쟁도 문제가 되지 않습니다.
정치적 관점에서 태양 에너지는 가장 안전한 대체 에너지원 중 하나입니다.석유와 석탄 매장량을 처분할 권리를 둘러싼 큰 갈등이 있었다.이런 의미에서 태양 에너지는 보편적이며 모든 사람에게 속하며 동시에 누구에게도 속하지 않습니다.
왜 지구에서 태양 에너지를 받는 것이 효율적이지 않습니까?
NASA에 따르면 태양 에너지의 약 29%지구 대기에서 반사되어 우주로 흩어집니다. 게다가 태양 에너지의 또 다른 23%는 대기를 통과할 때 수증기, 오존 및 먼지에 의해 흡수됩니다. 결국 태양 에너지의 48%만이 지구에 도달합니다.
따라서 지구의 태양 전지판은기껏해야 원래 양의 에너지의 절반입니다. 그러나 배터리 자체에는 여전히 문제가 있으며 최대 효율은 약 22%입니다. 우리는 실험실이 아닌 조건에 대해 이야기하고 있습니다. 그리고 가장 중요한 것은 태양 전지판은 낮 시간에만 작동합니다. 따라서 지구에 있지 않은 상태에서 태양으로부터 직접 에너지를 받을 수 있는 아이디어가 필요합니다.
우주 태양광 발전은 어떻게 작동합니까?
SBSP(Space Solar Power)는 위성 태양 전지판을 사용하여 우주에서 태양 에너지를 수확하는 아이디어입니다.유럽우주국(ESA)에 따르면 빛대기 밖에 있는 태양 전지판은 11배 더 강렬합니다.인류가 소비할 수 없는 엄청난 양의 에너지를 제공하기 위해.
또한 위성 패널이 위협받지 않습니다.나쁜 날씨와 일몰. 우주에서 이 장치는 지구상의 어느 곳으로나 에너지를 전송할 수 있으므로 위성을 최적의 궤도에 놓기만 하면 됩니다.
우주에 태양 전지판을 배치하는 방법은 무엇입니까?
우주 기반 태양광 발전을 저렴하게 만들기 위해서는 두 가지 주요 기술이 필요합니다.첫째, 우주로 물질을 운반하는 발사체는 저렴하고 친환경적이어야 합니다.현재 탑재체를 운반하는 데 사용되는 대부분의 로켓은 매우 비싸고 오염이 심합니다여러 민간 기업, 특히 SpaceX가 현재 개발 중입니다값싼 재사용 가능한 로켓.
두 번째 요점은 태양 위성의 건설입니다.궤도에. 필요한 양의 에너지를 수확하려면 위성 태양 전지 패널이 ISS보다 훨씬 커야 합니다. 사실, 그것은 거대한 우주선이 될 것입니다. 반면에 우주 패널은 ISS보다 조립이 더 쉽습니다.
태양 위성이란 무엇입니까?
교육부 연구원에 따르면미국 에너지, 우주 에너지를 수집하기 위해 만들 수 있는 위성에는 두 가지 유형이 있습니다. 이 두 가지 유형은 모두 태양열 집열기, 반사기 및 송신기로 구성됩니다. 반사경은 복사를 작은 패널(수집기)로 보내는 대형 거울로, 이 패널은 태양 에너지를 마이크로파 또는 레이저 에너지로 변환하여 지구로 전송합니다. 지구의 수신 스테이션은 에너지를 수집, 저장 및 분배합니다.
- 마이크로파 전송이 가능한 위성
이 두 구조 중 더 큰 것은 위성이 될 것이며,마이크로파를 전송합니다. 그들은 태양 에너지를 인공위성의 중심으로 보내는 거대한 태양 반사판으로 만들어질 것이며, 그곳에서 마이크로파의 형태로 지구로 전송될 것입니다. 마이크로파 신호를 전송하는 위성은 약 35,000km의 고도에서 정지 궤도로 지구를 공전합니다. 이는 달에서 10분의 1도 안되는 거리입니다.
그러나 그러한 모든 건설은거대한. 태양 반사판의 무게만 80,000미터톤이 넘고 지름은 최대 3km입니다. 그 크기 덕분에 마이크로파 위성은 기가와트의 전력을 생성하고 세계 주요 도시에 전력을 공급할 수 있습니다. 또한, 전자기 스펙트럼의 파장은 상대적으로 커서 그러한 위성에서 에너지 전송은 햇빛이 지구에 도달하는 것만큼 빠르고 강렬할 것입니다.
위성의 발사, 조립 및 운용,마이크로파 전송 - 이 모든 것이 매우 비쌉니다. 그들의 가치는 수십억 달러로 추산됩니다. 크기가 크기 때문에 모든 재료를 전달하려면 40~100번의 발사가 필요합니다. 또한 지구에 있는 수신 센터의 크기는 직경이 약 3~10km인 우주의 위성 크기로 확장 가능해야 합니다. 그리고 그러한 넓은 땅은 개발하고 유지하기가 어렵습니다.
- 레이저 전송 위성
두 번째 유형의 태양 위성은 레이저 전송 위성입니다.에너지를 지구로 다시 전송하기 위해다이오드 펌핑 알카라인 레이저.부엌 식탁 정도의 크기이며 50% 이상의 효율로 지구에 에너지를 방출할 수 있습니다.
레이저 빔 위성은 크기가 작기 때문에 약 400km 떨어진 지구 저궤도(LEO)로 그룹으로 발사됩니다.이러한 장치의 생산은 마이크로파 신호를 전송하는 위성에 비해 그렇게 위험하지 않으며 시간이 덜 필요합니다.레이저 보조 위성의 비용은 5억 달러에서 10억 달러로 추산됩니다.
레이저 전송 기능이 있는 위성은 덜 강력합니다.1-10MW의 전력만 생성합니다.한 번에 많은 장치를 실행하더라도 제공하는 전력과 일치할 수 없습니다그리고 전력이 낮기 때문에짙은 구름과 비를 통해 에너지를 전달하는 것은 더 어렵습니다.
태양 전지판을 우주로 발사하면 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.에너지 문제뿐만 아니라 사회적, 정치적 갈등도 있습니다. 현재 많은 국가들이 화석연료 공급에 의존하고 있으며 제한된 석유와 탄소 공급으로 인해 심각한 국제 갈등을 겪고 있습니다. 태양 에너지는 에너지 자립을 보장하는 데 도움이 될 것입니다. 또한 이 에너지는 전 세계 거의 모든 곳으로 수출될 수 있습니다.
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