Welke technologieën worden gebruikt in ruimte-energie
- Draadloze overdracht van energie
Draadloos
De energie kan worden overgedragen door laserlicht of microgolf op verschillende frequenties, afhankelijk van deWelke keuze is er gemaakt om ervoor te zorgen dat de stralingsoverdracht niet-ioniserend is, om mogelijke verstoringen van de ecologie of het biologische systeem van het energieopwekkingsgebied te voorkomen?
De bovengrens voor de emissiefrequentie is ingesteldzodat de energie per foton geen ionisatie van organismen veroorzaakt wanneer ze er doorheen gaan. Ionisatie van biologische materialen begint pas met ultraviolette straling en manifesteert zich daardoor bij hogere frequenties, zodat er een groot aantal radiofrequenties beschikbaar zal zijn voor energietransmissie.
- Lasers
NASA-onderzoekers werkten in de jaren 1980 met de mogelijkheid om lasers te gebruiken om energie uit te stralen tussen twee punten in de ruimte.In de toekomst zal deze technologie een alternatieve methode van energietransmissie in ruimte-energie worden.
In 1991 werd het SELENE-project gelanceerd, waarbij lasers voor ruimte-energie werden gemaakt, inclusief de emissie van laserenergie naar maanbases.
In 1988 stelde GrantLogan voor om een laser op aarde te gebruiken om ruimtestations van stroom te voorzien, vermoedelijk zou dit in 1989 kunnen worden gedaan. Er is voorgesteld om diamanten zonnecellen bij een temperatuur van 300°C te gebruiken om ultraviolette laserstraling om te zetten.
Het SELENE-project werkte hieraan verderconcept totdat het in 1993 formeel werd gesloten na twee jaar onderzoek en lange-afstandstests van de technologie. Reden voor sluiting: hoge uitvoeringskosten.
- Zonne-energie omzetten in elektriciteit
In ruimte-energie, in bestaande energiecentrales en bij de ontwikkeling van ruimte-energiecentrales is de enige manier om efficiënt energie op te wekken het gebruik van fotovoltaïsche cellen.
Een fotocel is een elektronisch apparaat dat de energie van fotonen omzet in elektrische energie.De eerste fotocel op basis van het externe foto-elektrisch effect werd aan het einde van de 19e eeuw gemaakt door Alexander Stoletov.
Halfgeleider fotovoltaïsche omzetters (PVP's) zijn hiervoor de meest energie-efficiënte apparaten, omdat ze een directe, eentraps energietransitie zijn.
De efficiëntie van industrieel geproduceerde fotovoltaïsche cellen is gemiddeld 16% en de beste monsters hebben tot 25%. In het laboratorium hebben we al bereiktHet rendement is 43%.
- Energie ontvangen van microgolfgolven uitgezonden door een satelliet
Het is ook belangrijk om de manieren waarop u deze kunt verkrijgen te benadrukkenenergie. Eén daarvan is het verkrijgen van energie met behulp van rectenna's. Rectenna is een apparaat dat een niet-lineaire antenne is, ontworpen om de energie van het veld van een daarop invallende golf om te zetten in gelijkstroomenergie.
De eenvoudigste ontwerpoptie kan een halvegolfvibrator zijn, tussen de armen waarvan een apparaat met eenrichtingsgeleiding (bijvoorbeeld een diode) is geïnstalleerd.
In deze versie van het ontwerp is de antenne gecombineerdmet een detector, aan de uitgang waarvan, in aanwezigheid van een invallende golf, een EMF verschijnt. Om de versterking te vergroten, kunnen dergelijke apparaten worden gecombineerd tot arrays met meerdere elementen.
Voor- en nadelen van ruimte-energie
Kosmische zonne-energie is de energie dieontvangen buiten de atmosfeer van de aarde. Als er geen gasvervuiling in de atmosfeer of in de wolken is, valt ongeveer 35% van de energie die de atmosfeer binnenkomt op de aarde.
Bovendien, door het juiste orbitale traject te kiezen,je kunt ongeveer 96% van de tijd energie krijgen. Zo zullen fotovoltaïsche panelen in een geostationaire baan om de aarde, op een hoogte van 36.000 km, gemiddeld acht keer meer licht ontvangen dan panelen op het aardoppervlak, en zelfs meer als het ruimtevaartuig dichter bij de zon staat dan bij de zon. oppervlak van de aarde.
Bijkomend voordeel is dat er door het ontbreken van een atmosfeer geen probleem is met het gewicht of de corrosie van metalen in de ruimte.
Aan de andere kant is het grootste nadeel van de ruimteEnergie brengt hoge kosten met zich mee. Het tweede probleem bij het creëren van een IPS is het grote energieverlies tijdens de transmissie. Bij het overbrengen van energie naar het aardoppervlak gaat minstens 40-50% verloren.
De belangrijkste technologische problemen van ruimte-energie
Volgens een Amerikaans onderzoek uit 2008 zijn er vijf grote technologische uitdagingen die de wetenschap moet overwinnen om ruimte-energie direct beschikbaar te maken:
- Fotovoltaïsche en elektronische componenten moeten bij hoge temperaturen met een hoog rendement werken.
- Draadloze energieoverdracht moet nauwkeurig en veilig zijn.
- Ruimtecentrales moeten goedkoop te vervaardigen zijn.
- Het handhaven van een constante positie van het station erbovenenergieontvanger: de druk van zonlicht duwt het station weg van de gewenste positie, en de druk van elektromagnetische straling die naar de aarde wordt gericht, duwt het station weg van de aarde.
Wie gaat energie uit de ruimte halen?
- China
China wil het eerste land worden dat een zonne-energiecentrale in een lage baan om de aarde plaatst. Het is de bedoeling dat de faciliteit wordt gebruikt om de verzamelde energie te verzamelen en naar de aarde te verzenden.
Het is de bedoeling dat de structuur wordt gevestigd opeen geostationaire baan, op een hoogte van 35.786 kilometer, waar hij constant boven een geselecteerd punt op de aarde kan blijven, zei Long Lehao, hoofdontwerper van de Chinese raketten uit de Long March-9-serie.
Het project voorziet in constructie in een baan om de aardegrote zonnepanelen. Het voordeel van de energiecentrale is de mogelijkheid van bijna constante ontvangst van zonne-energie, ongeacht de weersomstandigheden. Het is de bedoeling om energie naar de aarde te sturen met behulp van lasers of microgolven.
De energie van de zonnestralen wordt omgezet in elektrische stroom en vervolgens met microgolven of laserstraling naar de aarde gestuurd.
Tegen 2030 is het de bedoeling om een volwaardige elektriciteitscentrale van de megawattklasse in een baan om de aarde te lanceren. Chinese wetenschappers willen tegen 2050 een commercieel station van gigawattklasse in een baan om de aarde bouwen.
- Japan
Informatie over Japan heeft hoogstwaarschijnlijk zijn relevantie verloren. Het land kondigde echter in 2009 aan dat het begon met de bouw van een ruimtekrachtcentrale.
Om deel te nemen aan een project ter waarde van $21 miljardgecontracteerd door Mitsubishi Electric en IHI-bedrijven. In de loop van vier jaar moesten ze specifieke apparaten ontwikkelen en bouwen voor het transporteren van panelen naar een stationaire baan van 36.000 mensen. km, het assembleren van panelen en het overbrengen van elektriciteit naar de aarde met minimale verliezen. Waarschijnlijk hebben ze echter om de een of andere reden besloten het project niet uit te voeren.
- Rusland
De belangrijkste wetenschappelijke instelling van Roscosmos is TsNIIMashnam het initiatief om Russische zonne-energiecentrales in de ruimte (KSPS) te creëren met een capaciteit van 1-10 GW met draadloze transmissie van elektriciteit naar aardverbruikers.
TsNIIMash vestigt de aandacht op het feit dat Amerikaanse en Japanse ontwikkelaars de weg hebben ingeslagen om microgolfstraling te gebruiken, die tegenwoordig veel minder effectief lijkt dan laserstraling.
Project van FSUE vzw im.Lavochkin is van plan zonnepanelen en straalantennes te gebruiken op een systeem van autonome satellieten, bestuurd door een pilootsignaal van de aarde. Gebruik voor de antenne het kortegolf microgolfbereik tot millimeter radiogolven. Dit maakt het mogelijk om smalle bundels in de ruimte te vormen met minimale afmetingen van generatoren en versterkers. Kleine generatoren zullen de ontvangstantennes ook een orde van grootte kleiner maken.
Lees verder:
Een onbekend type signaal wordt opgenomen in het menselijk brein
Ongebruikelijk zand gevonden op de Koerilen-eilanden, waarvan Japanse samoerai zwaarden maakten
De grootste komeet in de geschiedenis is te zien in het zonnestelsel: het is bijna een planeet