우주 에너지에 사용되는 기술
- 에너지의 무선 전송
무선 전화
레이저를 이용해 에너지를 전달할 수 있다시스템 설계에 따라 서로 다른 주파수의 방사선 또는 마이크로파. 에너지 생산 지역의 생태계나 생물학적 시스템에 대한 교란 가능성을 피하기 위해 방사선 전송이 비이온화되도록 보장하기 위해 어떤 선택을 했습니까?
방출 주파수의 상한이 설정됩니다.광자당 에너지가 유기체를 통과할 때 유기체의 이온화를 일으키지 않도록 합니다. 생물학적 물질의 이온화는 자외선으로만 시작되며 결과적으로 더 높은 주파수에서 나타나므로 많은 수의 무선 주파수를 에너지 전송에 사용할 수 있습니다.
- 레이저
NASA 연구원들은 1980년대에 다음과 같이 연구했습니다.레이저를 사용하여 공간의 두 지점 사이에서 에너지를 방출하는 능력. 앞으로 이 기술은 우주 에너지에서 에너지를 전달하는 대체 방법이 될 것입니다.
1991년에는 달 기지에 대한 레이저 에너지 방출을 포함하여 우주 에너지용 레이저 생성을 포함하는 SELENE 프로젝트가 시작되었습니다.
1988년 Grant Logan은 레이저 사용을 제안했습니다.우주 정거장에 전력을 공급하기 위해 지구에 배치된 이 작업은 1989년에 가능할 것으로 추정됩니다. 자외선 레이저 광을 변환하기 위해 300°C에서 다이아몬드 태양 전지를 사용하는 것이 제안되었습니다.
SELENE 프로젝트는 이 작업을 계속했습니다.2년 간의 연구 끝에 1993년에 공식적으로 폐쇄될 때까지 이 개념은 기술에 대한 장거리 테스트를 한 적이 없습니다. 폐쇄 이유: 높은 구현 비용.
- 태양 에너지를 전기로 변환
우주 에너지, 기존 발전소 및 우주 발전소 개발에서 효율적으로 에너지를 얻는 유일한 방법은 태양광 전지를 사용하는 것입니다.
광전지는 광자 에너지를 전기 에너지로 변환하는 전자 장치입니다. 외부 광전 효과를 기반으로 한 최초의 광전지는 19세기 말 Alexander Stoletov에 의해 만들어졌습니다.
에너지 관점에서 가장 효율적인 장치는 반도체 광전지 변환기(PVC)입니다. 이는 직접적인 단일 단계 에너지 전환이기 때문입니다.
산업 규모로 생산된 광전지의 효율은 평균 16%이며, 최고의 샘플은 최대 25%입니다. 실험실 조건에서는 이미 43%의 효율을 달성했습니다.
- 위성에서 방출되는 마이크로파로부터 에너지를 수신
획득 방법을 강조하는 것도 중요합니다.에너지. 그 중 하나가 렉테나(Rectenna)를 이용해 에너지를 얻는 것이다. Rectenna는 입사하는 파동의 에너지를 직류 에너지로 변환하도록 설계된 비선형 안테나 장치입니다.
가장 간단한 설계 옵션은 암 사이에 단방향 전도성 장치(예: 다이오드)가 설치된 반파 진동기일 수 있습니다.
이 버전의 디자인에서는 안테나가 결합됩니다.검출기가있는 검출기의 출력에서 입사파가있을 때 EMF가 나타납니다. 이득을 높이기 위해 이러한 장치를 다중 요소 어레이로 결합할 수 있습니다.
우주 에너지의 장점과 단점
우주 태양 에너지는지구 대기권 밖에서 수신됩니다. 대기나 구름에 가스 오염이 없으면 대기로 유입된 에너지의 약 35%가 지구에 떨어집니다.
또한, 올바른 궤도 궤적을 선택함으로써,당신은 약 96%의 시간 동안 에너지를 얻을 수 있습니다. 따라서 고도 36,000km의 지구 정지 궤도에 있는 광전지 패널은 지구 표면에 있는 패널보다 평균 8배 더 많은 빛을 수신하며, 우주선이 태양보다 태양에 더 가까울 때 더 많은 빛을 받습니다. 지구 표면
또 다른 장점은 대기가 없어 우주 공간에서 금속의 무게나 부식에 문제가 없다는 점이다.
반면에 공간의 가장 큰 단점은에너지는 높은 비용입니다. IPS 생성의 두 번째 문제는 전송 중 큰 에너지 손실입니다. 지구 표면에 에너지를 전달할 때 적어도 40~50%가 손실됩니다.
우주 에너지의 주요 기술 문제
2008년 미국 연구에 따르면 우주 에너지를 쉽게 이용할 수 있도록 과학이 극복해야 하는 5가지 주요 기술적 과제가 있습니다.
- 태양광 및 전자 부품은 고온에서 고효율로 작동해야 합니다.
- 에너지의 무선 전송은 정확하고 안전해야 합니다.
- 우주 발전소는 제조 비용이 저렴해야 합니다.
- 위 스테이션의 일정한 위치 유지에너지 수신기: 햇빛의 압력은 스테이션을 원하는 위치에서 멀어지게 하고, 지구로 향하는 전자기 복사의 압력은 스테이션을 지구에서 멀어지게 합니다.
누가 우주에서 에너지를 추출할 것인가
- 중국
중국은 지구 저궤도에 태양광 발전소를 배치하는 최초의 국가가 되기를 원합니다. 이 시설은 수집된 에너지를 수집하여 지구로 전송하는 데 사용될 계획입니다.
구조물은 다음에 위치할 예정이다.중국 창정-9(Long March-9) 시리즈 로켓의 수석 설계자인 Long Lehao는 정지 궤도가 35,786km 고도에 있으며 지구상의 선택된 지점 위에 지속적으로 머물 수 있을 것이라고 말했습니다.
이 프로젝트는 궤도 건설을 제공합니다.대형 태양 전지판. 발전소의 장점은 기상 조건에 관계없이 거의 지속적으로 태양 에너지를 받을 수 있다는 것입니다. 레이저나 마이크로파를 이용해 지구에 에너지를 전달할 계획이다.
태양 광선의 에너지는 전류로 변환된 다음 마이크로파 또는 레이저 방사선을 사용하여 지구로 전송됩니다.
2030년까지 본격적인 메가와트급 발전소를 궤도에 진입시킬 계획이다. 중국 과학자들은 2050년까지 궤도에 상업용 기가와트급 스테이션을 건설하기를 원합니다.
- 일본
일본에 관한 정보는 관련성을 잃었을 가능성이 높습니다. 그러나 2009년에 국가는 우주 발전소 건설을 시작한다고 발표했습니다.
210억 달러 규모의 프로젝트에 참여하려면미츠비시 전기 및 IHI 기업과 계약을 맺었습니다. 4년에 걸쳐 36,000개의 고정 궤도로 패널을 운반하기 위한 특정 장치를 개발하고 제작해야 했습니다. km, 패널을 조립하고 최소한의 손실로 지구에 전기를 전송합니다. 그러나 그들은 아마도 어떤 이유로 프로젝트를 구현하지 않기로 결정했을 것입니다.
- 러시아
Roscosmos의 주요 과학 기관은 TsNIIMash입니다.지상 소비자에게 전기를 무선으로 전송하는 1~10GW 용량의 러시아 우주 태양광 발전소(KSPS)를 건설하는 데 앞장섰습니다.
TsNIIMash는 미국과 일본 개발자들이 오늘날 레이저 방사선보다 훨씬 덜 효과적인 것으로 보이는 마이크로파 방사선을 사용하는 길을 택했다는 사실에 주목합니다.
FSUE NPO의 프로젝트 im.Lavochkin은 지구의 파일럿 신호에 의해 제어되는 자율 위성 시스템에 태양 전지판과 방사 안테나를 사용할 계획입니다. 안테나의 경우 밀리미터 전파까지의 단파 마이크로파 범위를 사용하십시오. 이것은 최소한의 크기의 발전기와 증폭기로 공간에서 좁은 빔을 형성하는 것을 가능하게 할 것입니다. 소형 발전기는 또한 수신 안테나를 훨씬 더 작게 만듭니다.
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