Aké technológie sa používajú vo vesmírnej energii
- Bezdrôtový prenos energie
Bezdrôtový
Energiu je možné prenášať pomocou laseražiarenie alebo mikrovlny na rôznych frekvenciách v závislosti od konštrukcie systému. Aké rozhodnutia boli prijaté, aby sa zabezpečilo, že prenos žiarenia bude neionizujúci, aby sa predišlo možným narušeniam ekológie alebo biologického systému regiónu produkujúceho energiu?
Je stanovená horná hranica emisnej frekvencieaby energia na fotón pri ich prechode nespôsobovala ionizáciu organizmov. Ionizácia biologických materiálov začína iba ultrafialovým žiarením a v dôsledku toho sa prejavuje na vyšších frekvenciách, takže na prenos energie bude k dispozícii veľký počet rádiových frekvencií.
- Lasery
Výskumníci NASA pracovali v 80. rokoch sschopnosť používať lasery na vyžarovanie energie medzi dvoma bodmi v priestore. V budúcnosti sa táto technológia stane alternatívnym spôsobom prenosu energie vo vesmírnej energii.
V roku 1991 sa začal projekt SELENE, ktorý zahŕňal vytvorenie laserov pre vesmírnu energiu, vrátane emisie laserovej energie na mesačné základne.
V roku 1988 Grant Logan navrhol použiť laserumiestnené na Zemi na napájanie vesmírnych staníc, údajne by sa to mohlo uskutočniť v roku 1989. Bolo navrhnuté použiť diamantové solárne články s teplotou 300 °C na konverziu ultrafialového laserového svetla.
Projekt SELENE na tom naďalej pracovalkoncept, kým nebol v roku 1993 formálne uzavretý po dvoch rokoch výskumu a testovania technológie na diaľku. Dôvod zatvorenia: vysoké náklady na implementáciu.
- Premena slnečnej energie na elektrickú
Vo vesmírnej energetike, v existujúcich staniciach a pri vývoji vesmírnych elektrární je jediným spôsobom efektívneho získavania energie použitie fotovoltaických článkov.
Fotobunka je elektronické zariadenie, ktoré premieňa fotónovú energiu na elektrickú energiu. Prvú fotobunku založenú na vonkajšom fotoelektrickom jave vytvoril Alexander Stoletov na konci 19. storočia.
Najúčinnejšími z energetického hľadiska sú na to polovodičové fotovoltické meniče (PVC), keďže ide o priamy jednostupňový energetický prechod.
Účinnosť fotočlánkov vyrábaných v priemyselnom meradle je v priemere 16%, pri najlepších vzorkách až 25%. V laboratórnych podmienkach sa už podarilo dosiahnuť účinnosť 43%.
- Príjem energie z mikrovlnných vĺn vysielaných satelitom
Je tiež dôležité zdôrazniť spôsoby získaniaenergie. Jedným z nich je získavanie energie pomocou rectennas. Rectenna je zariadenie, ktoré je nelineárnou anténou určenou na premenu energie poľa vlny dopadajúcej na ňu na energiu jednosmerného prúdu.
Najjednoduchšou konštrukčnou možnosťou môže byť polvlnový vibrátor, medzi ktorého ramenami je inštalované zariadenie s jednosmernou vodivosťou (napríklad dióda).
V tejto verzii dizajnu je anténa kombinovanás detektorom, na ktorého výstupe sa v prítomnosti dopadajúcej vlny objaví EMF. Na zvýšenie zisku je možné tieto zariadenia kombinovať do viacprvkových polí.
Výhody a nevýhody vesmírnej energie
Kozmická slnečná energia je energia, ktoráprijímané mimo zemskej atmosféry. Bez znečistenia plynom v atmosfére alebo oblakoch pripadá približne 35 % energie, ktorá sa dostala do atmosféry, na Zem.
Okrem toho, výberom správnej orbitálnej trajektórie,môžete získať energiu asi 96% času. Fotovoltické panely na geostacionárnej obežnej dráhe Zeme vo výške 36 000 km teda dostanú v priemere osemkrát viac svetla ako panely na povrchu Zeme a ešte viac, keď je sonda bližšie k Slnku ako k povrch Zeme
Ďalšou výhodou je skutočnosť, že v dôsledku nedostatku atmosféry nie je v priestore žiadny problém s hmotnosťou alebo koróziou kovov.
Na druhej strane hlavnou nevýhodou je priestorEnergia je vysoká cena. Druhým problémom pri vytváraní IPS sú veľké straty energie pri prenose. Pri prenose energie na povrch Zeme sa stratí minimálne 40-50%.
Hlavné technologické problémy vesmírnej energie
Podľa americkej štúdie z roku 2008 existuje päť hlavných technologických výziev, ktoré musí veda prekonať, aby bola vesmírna energia ľahko dostupná:
- Fotovoltaické a elektronické súčiastky musia pracovať s vysokou účinnosťou pri vysokých teplotách.
- Bezdrôtový prenos energie musí byť presný a bezpečný.
- Výroba vesmírnych elektrární musí byť lacná.
- Udržiavanie konštantnej polohy stanice vyššieprijímač energie: tlak slnečného svetla vytlačí stanicu z požadovanej polohy a tlak elektromagnetického žiarenia nasmerovaného na Zem stanicu odtlačí od Zeme.
Kto bude ťažiť energiu z vesmíru
- Čína
Čína sa chce stať prvou krajinou, ktorá nasadí solárnu elektráreň na nízku obežnú dráhu Zeme. Zariadenie sa plánuje použiť na zber a prenos zozbieranej energie na Zem.
Konštrukcia sa plánuje umiestniť nageostacionárnej obežnej dráhe, vo výške 35 786 kilometrov, kde bude môcť neustále zotrvávať nad vybraným bodom na Zemi, povedal Long Lehao, hlavný konštruktér čínskych rakiet série Long March-9.
Projekt počíta s výstavbou na obežnej dráheveľké solárne panely. Výhodou elektrárne bude možnosť takmer neustáleho príjmu slnečnej energie bez ohľadu na poveternostné podmienky. Plánuje sa prenos energie na Zem pomocou laserov alebo mikrovĺn.
Energia slnečných lúčov sa prevedie na elektrický prúd a potom sa prenesie na Zem pomocou mikrovĺn alebo laserového žiarenia.
Do roku 2030 sa plánuje vypustenie plnohodnotnej elektrárne triedy megawattov na obežnú dráhu. Čínski vedci chcú do roku 2050 postaviť na obežnej dráhe komerčnú stanicu triedy gigawattov.
- Japonsko
Informácie o Japonsku s najväčšou pravdepodobnosťou stratili na aktuálnosti. Krajina však v roku 2009 oznámila, že začína s výstavbou vesmírnej elektrárne.
Podieľať sa na projekte v hodnote 21 miliárd dolárovzazmluvnené spoločnosťami Mitsubishi Electric a IHI. V priebehu štyroch rokov mali vyvinúť a skonštruovať špecifické zariadenia na transport panelov na stacionárnu obežnú dráhu 36-tisíc km, montáž panelov a prenos elektriny na Zem s minimálnymi stratami. Pravdepodobne sa však z nejakého dôvodu rozhodli projekt nerealizovať.
- Rusko
Hlavnou vedeckou inštitúciou Roskosmosu je TsNIIMashprevzal iniciatívu na vytvorenie ruských vesmírnych solárnych elektrární (KSPS) s kapacitou 1-10 GW s bezdrôtovým prenosom elektriny k pozemným spotrebiteľom.
TsNIIMash upozorňuje na skutočnosť, že americkí a japonskí vývojári sa vydali cestou využívania mikrovlnného žiarenia, ktoré sa dnes zdá byť oveľa menej účinné ako laserové žiarenie.
Projekt FSUE NPO im.Lavočkin predpokladá použitie solárnych panelov a vyžarujúcich antén v systéme autonómnych satelitov, riadených pilotným signálom zo Zeme. Pre anténu používajte mikrovlnný dosah s krátkymi vlnami až do milimetrových rádiových vĺn. To umožní vytvárať v priestore úzke lúče s minimálnymi veľkosťami generátorov a zosilňovačov. Malé generátory tiež znížia prijímacie antény o rád.
Čítaj viac:
Neznámy typ signálu je zaznamenaný v ľudskom mozgu
Na Kurilských ostrovoch sa našiel neobvyklý piesok, z ktorého japonskí samuraji vyrábali meče
Najväčšia kométa v histórii je vidieť v slnečnej sústave: je to takmer planéta